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新型DNA切割体系的构建及其机理研究

作　者: 任洪柳
导　师: 张井岩
学　校: 华东理工大学
专　业: 生物化学与分子生物学
关键词: DNA切割 DNA插层作用铜离子铜配合物氧化石墨烯
分类号: Q503
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

核酸是贮存遗传信息和传递遗传信息主要场所,具有非常重要的生物功能。具有平面结构的芳香杂环DNA切割试剂可以插入到双螺旋DNA的碱基对之间,因此可以有效切割DNA。DNA切割试剂不仅对研究DNA分裂,修复及信号转导机制有很大帮助,而且许多切割试剂可能做为潜在的抗癌药物。但是DNA切割试剂对DNA的特异性和结合能力仍然有待提高。本论文利用氧化石墨烯(GO)平面结构和其表面的官能团,和金属Cu2+离子及铜配合物构建了新型DNA切割体系,系统研究了该体系中GO、Cu2+、Cu2+/GO、铜配合物及铜配合物/GO对DNA的切割作用的影响。通过荧光光谱(FL)、圆二色谱(CD)、DNA的Tm值变化及凝胶电泳等方法的研究,表明GO是以嵌插的方式与DNA进行作用,并且Cu2+/GO体系对DNA有明显的切割作用。该体系的切割效果主要由GO、Cu2+、以及Cu2+/GO比例决定的。研究发现不同金属离子/GO体系对DNA有不同程度的切割效果。被Cu2+/GO体系切割的环形DNA在连接酶的作用下可以部分恢复超螺旋结构,说明Cu2+/GO体系对DNA的切割机理既有氧化性切割又有水解性切割。与Cu2+离子不同,我们发现一系列铜配合物与GO共同与DNA作用,可以将超螺旋DNA切割为线性片段。这一初步研究结果为开发具有潜在应用价值的DNA切割体系开辟了新的思路。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-9
第1章前言  9-21
  1.1 核酸的结构  9-13
    1.1.1 DNA的一级结构  10
    1.1.2 DNA的双螺旋结构  10-12
    1.1.3 DNA的超螺旋结构和其它结构  12-13
  1.2 核酸与小分子化合物的作用  13-15
    1.2.1 非共价结合  13-14
    1.2.2 共价结合  14-15
    1.2.3 剪切作用  15
  1.3 金属离子与核酸的作用  15-16
  1.4 金属配合物与DNA的作用  16-18
    1.4.1 铂配合物与DNA的作用  16
    1.4.2 稀土金属配合物与DNA的作用  16-17
    1.4.3 过渡金属配合物与DNA的作用  17
    1.4.4 金属配合物与DNA的作用现状  17
    1.4.5 研究配合物与核酸的作用方法  17-18
  1.5 氧化石墨烯  18-19
  1.6 本论文的研究思路  19-21
第2章 Cu~(2+)离子、氧化石墨烯以及二者共同与DNA的作用  21-30
  2.1 实验内容  21-23
    2.1.1 实验材料  21-22
    2.1.2 溶液配制  22
    2.1.3 实验方法  22-23
  2.2 结果与讨论  23-28
    2.2.1 Cu~(2+)离子对DNA的作用  23-24
    2.2.2 GO与DNA的作用  24-25
    2.2.3 Cu~(2+)/GO体系与DNA的作用  25-27
    2.2.4 不同时间Cu~(2+)/GO体系对DNA电泳结果  27-28
  2.3 本章小结  28-30
第3章 Cu~(2+)离子、氧化石墨烯以及二者共同与DNA作用的机理  30-44
  3.1 实验内容  30-34
    3.1.1 实验材料  30
    3.1.2 溶液配制  30-31
    3.1.3 实验方法  31-34
  3.2 结果与讨论  34-43
    3.2.1 GO对溴化乙锭(EB)-DNA作用  34-37
    3.2.2 DNA的Tm值变化  37-38
    3.2.3 DNA圆二色谱(CD)的测定  38-39
    3.2.4 不同金属离子和GO共同对DNA的作用  39-40
    3.2.5 DMSO/tBuOH对DNA切割的影响  40-43
  3.3 本章小结  43-44
第4章铜配合物与氧化石墨烯共同对质粒DNA的作用  44-59
  4.1 实验内容  44-51
    4.1.1 实验材料  44
    4.1.2 溶液配制  44-45
    4.1.3 实验内容  45-51
  4.2 实验结果  51-58
    4.2.1 含吡啶环和氨基酸配体的铜配合物对DNA的切割结果  51-52
    4.2.2 含吡啶环和乙醇胺配体的铜配合物(paeo-Cu)对DNA的作用  52-54
    4.2.3 含水杨醛和N,N-二乙基乙二胺配体的铜配合物(SNN-Cu)对DNA的作用  54-55
    4.2.4 含简单小配体的铜配合物对DNA的作用  55-58
  4.3 本章小结  58-59
结论与展望  59-60
参考文献  60-66
实验仪器一览表  66-67
硕士期间发表论文  67-68
致谢  68

新型DNA切割体系的构建及其机理研究

内容摘要

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