DNA碱基激光光解的新颖瞬态产物

本文报道了利用纳秒级激光光解瞬态吸收光谱技术研究DNA碱基光解和光敏作用的结果:发现了胸腺嘧啶的一个新激发三重态和胸腺嘧啶羟基加合物自由基的生成;首次观察到胞嘧啶及其衍生物胞嘧啶核苷、脱氧胞嘧啶核苷酸的激发三重态光吸收谱;确证了鸟嘌呤核苷的激发三重态,其pK_a值为8.7;并研究了上述瞬态产物的动态演变过程,总结了其反应机理。     

DNA甲基化-非甲基化碱基间堆积作用的理论研究

运用二级Mфller-Plesset(MP2)理论方法和cc-pVDZ基组优化了6-甲基鸟嘌呤(O6-MethylG),4-甲基胸腺嘧啶(O4-MethylT)以及5-甲基胞嘧啶(C5-MethylC)与DNA碱基鸟嘌呤(G),腺嘌呤(A),胞嘧啶(C),胸腺嘧啶(T)之间的堆积构型.在MP2/aug-cc-pVXZ//MP2/cc-pVDZ(X=D,T)水平上,采用完全基组外推方法校正了堆积碱基对间的相互作用能,并用完全均衡校正法(CP)校正了基组重叠误差(BSSE).MP2计算结果表明,DNA碱基甲基化使得嘧啶-嘧啶、嘧啶-嘌呤堆积碱基间的平行旋转角发生明显改变,并使堆积碱基间的相互作用能增大.在MP2/cc-pVDZ计算级别上得到了各堆积碱基对的全电子波函数,并用分子中的原子理论(AIM)分析了堆积碱基对间的弱相互作用.AIM分析结果显示,甲基化增强了堆积碱基间的π-π作用,且甲基氢与相邻碱基间形成H2CH…X(X=O,N,CH3,NH2)等类型的氢键.甲基化损伤使碱基间重叠程度增大、π-π作用增强以及堆积碱基间形成多个氢键,是堆积作用能增加的主要原因.     

用高效液相色谱法对真核细胞脱氧核糖核酸中碱基含量的研究

]本文提出了一个快速定量测定脱氧核糖核酸DNA）水解产物中各碱基含量的高效液相色谱法。在HypersilODS柱上,用06M醋酸钠,4甲醇(pH7)作洗脱液,可将胞嘧啶(C)、尿嘧啶(U)、鸟嘌呤(G)、胸腺嘧啶(T)、腺嘌呤(A);五种碱基基线分离。方法简便,12分钟可完成分离,取样量0.3克或更少,最低检出极限约5毫微克（30pmole,标准偏差在0.1～0.8。对中、幼年小白鼠全脑,小牛胸腺,鱼精DNA中的碱基进行了测定,结果与文献值基本一致。     

在遗传字母序列中新添两个字母

在此以前遗传字母序列中仅有四个字母(或碱基),即腺嘌呤(A),鸟嘌呤(G)、胸腺嘧啶(u或DNA的T)和胞嘧啶(C)。这些碱基通过氨基和羰基间的氢键使双链螺旋型RNA中的两条互补链结合在一起。其中,A与u形成两个氢键,G与C形成三个氢键,从而组成两个碱基对。生物世界就是靠这两个“碱基对”来运载遗传信息。最近,瑞士生物化学家Steven A.Benner证实其它碱基对亦可能运载遗传信息。例如,将鸟嘌呤或胞嘧啶中的羰基和氨基互相异位,可得到异嘌呤或异胞嘧啶。含这些非标准碱基的核苷酸能通过三个氢键作用形成所谓的Watson-Crick碱基对。     

纳米电化学界面的构建及脱氧核糖核酸中碱基对的电化学行为

以玻碳电极为基体,制备了单壁碳纳米管复合聚吖啶橙(SWNTs/POAO)修饰电极。此电极结合纳米材料电催化特性和吖啶橙聚合物薄膜的分子识别能力,以脱氧核糖核酸(DNA)分子中的碱基对为探针,研究了DNA中碱基对的电化学行为。该电极对腺嘌呤(ADE)、鸟嘌呤(GUA)、胞嘧啶(CYT)和胸腺嘧啶(THY)都表现了良好的电催化性,嘌呤碱和嘧啶碱的氧化峰能够完全分离。在pH 7.0的B.R.缓冲溶液中,在0.5~1.3V电位范围内,GUA和ADE分别在0.7V和1.0 V左右出现灵敏的氧化峰,峰电流随其浓度而线性变化。ADE和GUA的检出限分别为1.8×10-9和9.0×10-10mol/L。嘧啶碱基不干扰嘌呤碱基的测定。SWNTs/POAO电极可以用来同时测定DNA中的ADE和GUA。     

四甲基吡啶卟啉与核酸相互作用的稳态和时间分辨光谱

采用稳态吸收和荧光光谱、圆二色谱和皮秒时间分辨荧光光谱手段, 研究了5,10,15,20-四[4-(N-甲基吡啶)]卟啉(TMPyP4)与腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)、胸腺嘧啶(T)和胞嘧啶(C)等4种碱基, 以及相应的核苷、核苷酸和单链DNA的结合能力和光谱学性质. 研究结果发现, 嘌呤与TMPyP4的结合能力比嘧啶的强. 对于某一碱基系列, 结合能力强弱顺序依次为: 碱基~核苷<核苷酸<单链DNA. 时间分辨荧光谱研究发现, 除鸟嘌呤外, 核酸和TMPyP4复合物的荧光动力学均含有快(1~2 ns)和慢(约10 ns)两个衰减过程, 它们分别是由激基复合体和环境极性对激发态TMPyP4分子的影响所致. 单链DNA能诱导TMPyP4产生诱导圆二色信号, 而单分子(碱基、核苷、核苷酸)则无此功能.     

七种嘧啶碱和嘌呤碱的胶束电动毛细管色谱分离研究

研究了影响七种核酸碱基－胸腺嘧啶，尿嘧啶，胞嘧啶，腺嘌呤，腺嘌呤，腺嘌呤、鸟嘌呤，黄嘌呤和次黄嘌呤毛细管电泳分离的因素。在２４．５℃下，七种碱基在４０ｍｍｏｌ／Ｌ十二烷基硫酸钠－１０ｍｍｏｌ／Ｌ硼砂－１７％－３．０ｍｍｏｌ／Ｌβ－环糊精缓冲液中电泳可得良好分离，保留时间的变异系数小于１．８％。     

核酸碱基与甘氨酸二肽间氢键作用的最佳位点

优化得到了碱基腺嘌呤、胸腺嘧啶、尿嘧啶、鸟嘌呤及胞嘧啶与甘氨酸二肽分子形成的28个氢键复合物的稳定结构并计算了结合能, 探讨了五种碱基与甘氨酸二肽分子间氢键作用的最佳位点. 本文研究发现: 每种碱基均可以通过不同位点与二肽分子形成氢键复合物, 腺嘌呤、胸腺嘧啶、尿嘧啶、鸟嘌呤及胞嘧啶分别最倾向使用A3、T1、U1、G3及C1位点与甘氨酸二肽分子形成氢键复合物; 碱基分子某位点的质子化反应焓变越负所形成的氢键复合物越稳定, 去质子化反应焓变越小所形成的氢键复合物越稳定; 由氢键复合物的结合能计算得到的稳定性次序与由碱基分子质子化和去质子化反应焓变推得的稳定性次序一致.     

圆二色谱法研究碱基错配对G-quadruplex稳定性的影响

通过将参与形成四链结构G-quadruplex的G(鸟嘌呤)碱基分别替换为T(胸腺嘧啶),C(胞嘧啶)和A(腺嘌呤),用圆二色光谱系统地研究了不同位置的G对G-quadruplex结构稳定性的贡献.结果表明,(1)替换G-quadruplex结构中间层的G对其稳定性的影响最大;(2)该序列及其错配序列大多数情况下在钾离子溶液中比钠离子溶液中稳定;(3)某些特定位置的G被替换为C或A后序列的熔点与原始序列接近甚至高于原始序列.     

碱基与氮甲基乙酰胺相互作用的从头算和ABEEMσπ研究

选取氮甲基乙酰胺(N-Methylacetamide,NMA)和DNA碱基为研究对象,应用ABEEMσπ/MM方法研究了NMA与碱基之间形成的二聚体的几何构型、电荷分布及结合能等性质,并进行了相应的从头算(abinitio)MP2水平研究,在B3LYP/6-311 ++G(d,p)水平下对结构进行了优化.将2种方法的研究结果进行比较发现,所获得的构型、电荷及结合能之间具有很好的一致性,NMA与DNA碱基相互作用的强度大小依次为:鸟嘌呤＞胸腺嘧啶＞胞嘧啶＞腺嘌呤,且证明了ABEEMσπ/MM模型的参数具有很好的可转移性.     

DNA纤维经醋酸处理后脱嘌呤的拉曼谱带分析

鲱鱼精DNA纤维经醋酸处理,0．5h内以B型构象为主,这是酸溶液溶解DNA纤维的结果：DNA纤维在醋酸中浸润17h,A、B型构象都存在,以A型居多;在拉曼光谱分析中,由于存在醋酸脱嘌呤的干扰,所以主链构象仅依磷酸脱氧核糖核酸主链－OPO－特征模得出的结论为准;DNA经酸处理后,拉曼图谱中表征N9R糖苷键的诸峰均减色明显,有些甚至消失,这表明了脱嘌呤变化;在该过程中,碱基质子化作用也极为显著,它与嘌呤变化的共同作用导致N3、N7、N9原子两侧各键的电子云有不同程度减色,它们均导致了DNA双链之间氢键的断裂,使有关特征峰表现出相应的变化,但醋酸处理DNA并不导致DNA单链的断裂。     

碱基对在DNA双螺旋链上分离的自由能计算

DNA是大部分生物包括病毒的基因载体。DNA双螺旋链通过A＝T和G≡C两种碱基对编码实现对遗传信息的存储。碱基对中的相互作用对DNA双螺旋链的稳定性起到重要作用,直接关系到基因的复制和转录。当前研究中,我们构建了四组不同结构的DNA双螺旋链,进行了总共4.3 μs的分子动力学模拟。通过伞形取样技术计算了DNA双螺旋链中碱基对分离的自由能曲线,并从分子尺度细节和相互作用能对自由能曲线进行解析。在碱基对G≡C的自由能曲线(PMF-PGC)上观察到三个峰,通过监测氢键数目的变化发现分别对应于G≡C三个氢键的断裂;而在A＝T的自由能曲线(PMF-PAT)上只出现一个峰,说明A＝T的两个氢键在分离过程中几乎同时断裂。PMF-PGC的总能垒比PMF-PAT高,主要是因为G≡C比A＝T多一个氢键,更稳定。两条曲线的后段自由能仍然升高,而此时碱基对的氢键已断裂,这是DNA链骨架刚性所导致。我们还研究了碱基对稳定性受相邻碱基对的影响,发现邻近G≡C碱基对会增强A＝T的稳定性, C≡G会削弱A＝T的稳定性, T＝A对A＝T的影响较小。     

Ionization mechanism of oligonucleotides in matrix-assisted laser desorption/ionization time-of-flight mass spectrometry

The ionization of nucleosides in matrix-assisted laser desorption/ionization time-of-flight mass spectrometry was systematically investigated using adenine (A), thymine (T), guanine (G) and cytosine (C) with several common matrices. Experimental results of the protonation and deprotonation of the bases of A, T, G and C in the matrices 2,5-dihydroxybenzoic acid (2,5-DHB), alpha-cyano-4-hydroxycinnamic acid (alpha-CHCA) and 3-hydroxypicolinic acid (3-HPA) provide an insight into the ionization mechanism of oligonucleotides in MALDI. It was found that the low ion signal from DNA in poly-G in MALDI as reported in earlier work could be attributed to the fact that the base of G is difficult to ionize. Our results suggest that the ionization of DNA in MALDI is dominated by the protonation and deprotonation of bases and it is basically independent of the backbone of DNA. Both the protonation and deprotonation are strongly structure dependent. The protonation is dominated by pre-protonation before laser ablation, while the deprotonation is controlled by the thermal reaction.     

Temperature-dependent Raman spectra of collagen and DNA

Raman spectra of collagen and DNA were discussed at different temperatures. The temperature-dependence of Raman intensity was obtained in the region from -150 to 200 degrees C. Four denaturation points at 0, 40, 68 and 90 degrees C of collagen and two peaks at 38 and 82 degrees C for DNA were obtained. The wavenumbers of many vibrational modes were found to increase for lower temperature, but the peak at 1302 cm(-1) of collagen and the peak at 1101 cm(-1) of DNA showed the opposite trend. In all of the vibrational modes of DNA, the bases showed the most sensitive to different temperatures and there is a pronounced shift of bands at 70 degrees C, the starting point of denaturation.     

基于拉曼光谱的聚酯过程酯化反应中清晰点的在线检测

现有的人工采样分析方法如折光指数法、色谱法等操作复杂,存在时间上的滞后和人为误差,无法实时评估聚酯生产中的酯化反应过程,确定反应的清晰点。为此,该文搭建了以1 064 nm为激光波长的在线拉曼分析系统,对对苯二甲酸(PTA)和1,3-丙二醇(PDO)生成聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)的酯化反应过程进行光谱连续采集和处理。利用主成分分析法提取光谱信息,并结合酯化反应原理,利用位于1 604 cm~(-1)附近的苯环基团和位于1 720 cm~(-1)处的芳酯基团的拉曼特征峰面积比,建立了一种用于确定清晰点的定性分析方法。结果表明:拉曼光谱分析法可以准确反映聚酯过程酯化反应中的清晰点,且具有实时性好、操作方便、分析速度快的优势,可为聚酯生产的工艺控制和产品品质控制提供参考。     

无定型氧化硅转变为α-方石英的振动光谱

红外和喇曼光谱是分子结构信息的重要来源,也是研究表面和催化问题的强有力手段,常用来表征活性中心及吸附物种的结构．为提高稳定性,催化剂一般都要经过焙烧处理,在焙烧过程中,载体结构可能会发生变化,有时还会形成一定的晶相．载体结构变化时,一般会伴随振动光谱的变化,因此在利用振动光谱研究催化体系时,弄清载体的振动光谱是十分必要的．二氧化硅是最常用的催化剂载体之一,但它具有比较多的结构形式,除无定型氧化硅中硅氧四面体可连接成不同的结构外,它还具有石英、鳞石英、方石英等多个晶相系列．对氧化硅的不同结构形式,…     

三链DNA |dA10 2DT10的近红外付立叶拉曼光谱

最近通过核磁共振、振动光谱和分子力学模拟研究表明,在溶液中三螺旋DNA的构象具有一定程度的复杂性和多样性．本文首次采用近红外付立叶拉曼光谱研究了三螺旋DNA dA10•2d10和相应的双螺旋DNA dA10•dT10在溶液中的构象．结果表明该三螺旋DNA同时存在C3’－内褶／反对称（A－型）和C2’－内褶／反对称（B－型）两种构象,而且在823cm－1处的较强谱带暗示还存在一种处于A和B构型之间的中间构型．对出现在1218cm-1和638cm-1处、归属于对糖环构象敏感的胸腺嘧啶残基的两个特征谱带进行分析,获得了除C2’－内褶构象外其它构型存在的证据．另外,双螺旋DNA的FT－Raman光谱表明该双螺旋DNA在溶液中以A－和B－两种构型共存．     

Studies on Synthesis and Biological Activities of Novel Triazole Compounds Containing Pyrimidine or N,N-Dialkyldithiocarbamate Ring

IntroductionAs an important type of fungicides,triazolecompounds are highly efficient,low poisonous andinward absorbents[1— 4] .At present,the studies ontriazole derivatives have mainly been concentratedon the compounds with triazole group as the onlyactive group.The report of triazloe compoundsthat contain both a triazole group and other activegroups in a single molecule has rarely been found.Some pyrimidines have been used as high efficientand low poisonous fungicides[5] in control of pow-d…     

Photophysical characters of rationally designed hetero-ring-expanded guanine analogues and effect of cytosine pairing

We present the results of the CIS and TDB3LYP calculations of the optical absorption and emission spectra of some newly designed guanine (G) analogues and their Watson-Crick base pairs. Compared with natural G, the onset absorption peaks of these newly designed analogues are red-shifted, while the fluorescence peaks are blue-shifted. In general, the first excited singlet states (pipi*) of these analogues are nonplanar for all bases considered here. But, the Stokes shifts for the designed G-analogues are much smaller than that of natural G, suggesting that they have stronger molecular rigidity and higher fluorescence quantum yields than those of natural G. The first excited states of these Watson-Crick base pairs essentially originate from those of their isolated purine moieties, as demonstrated from the S1 geometries of their Watson-Crick base pairs. For G and its analogues, A1 and A2 (they are ring-expanded with one-bond intercalation at the C5 site), the pairing with cytosine reduces the oscillator strengths of both the first absorption peak (by 27%-60%) and the fluorescent emission (by 19%-23%), while for the analogues A3, A4, and xG in which G is ring-expanded with a two-bond intercalation at the C5 site, the pairing, in contrast, increases the oscillator strengths of both the first absorption peak (by 11%-15%) and the fluorescent emission (by 3%-20%). These observations indicate that the pairing with cytosine can quench the fluorescence for G, A1, and A2 but enhance the fluorescence quantum yields for A3, A4, and xG. The significant shifts induced by ring-expansion in the ring-expanded G with a two-bond intercalation at the C5 site reveal a possibility for their fluorescent detections.     

活体小鼠耳朵的拉曼成像方法研究

利用扫描技术获取活体小鼠耳朵组织不同深度的微区拉曼光谱,选取分别归属于血糖、脂类、血红蛋白、蛋白质分子结构的物质的特征谱带1125,1300,1549和1660 cm"1进行峰面积计算,利用这些数据重建二维三维拉曼光谱图像。图像清晰显示了不同物质在活体组织中空间分布情况。实验表明,活体拉曼成像技术可以成为活体研究的新手段。