[毕业论文] 四聚乙二醇在颈环区域的取代对于单分子DNA i-motif 的影响 [复制链接]

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毕业论文-四聚乙二醇在颈环区域的取代对于单分子DNA i-motif 的影响，共61页，21404字

中文摘要

本文综述了生命遗传信息的载体 DNA 的基本组成和结构，并介绍了核酸纳

米领域的研究热点，即核酸纳米机器的现状和发展，其中着重介绍了 i-motif DNA

分子马达的应用与发展。

本工作中，我们将DNA i-motif结构颈环区域不同数量，不同位置的碱基替换

为四聚乙二醇，系统研究这样一种非碱基的取代对于整个i-motif结构形成，稳定

性以及结构的影响。首先利用固相合成手段，合成具有寡聚乙二醇取代的核酸片

断，后利用凝胶电泳、紫外可见光谱、圆二色光谱等手段对结果进行表征。圆二

色谱结果表明，1) i-motif结构颈环区域所碱基替换后，四链结构仍能形成；2) 随

着替换数量增多，结构稳定性降低；3) 取代位置不同，得到的结构也不同。综上，

我们认为颈环区域碱基对i-motif结构的形成，稳定性以及拓扑学结构有重要的影

响，C·C+ 碱基配对并非四链结构形成的唯一因素。

关键词 ：

端粒；i-motif；四聚乙二醇取代；DNA

ABSTRACT

This article reviews the basic composition and structures of DNA, which is the

carrier of genetic information of the life, and introduces the present status and

development of nano-machines, which is the hotspots of DNA nanotechnology

research . The i-motif DNA molecular motor is the focus of the review.

In this research, we employed tetra(ethylene glycol) (EG4) to substitute bases at

the loop region of intramolecular DNA i-motif formed by (CCCTAA)3CCC, and

systematically studied the influence of such non-base components on the stability and

conformation of the formed structures by gel electrophoresis, circular dichroism (CD),

and UV-Vis spectroscopy. We found that i) with all loop bases substituted, i-motif

structure can still form; ii) the stability of i-motif generally decreased along the

increase of the substitution number of EG4; iii) EG4 substitution at different positions

might lead to different topologies. Taken together, the findings above demonstrate that

bases at the loop region play an important role on the stability and intercalation

topology of the intramolecular DNA i-motif.

Keywords：telomere; i-motif; tetraethyl glycol; substitution; DNA

目录

第 1 章 引言 ......1

1.1 DNA 的组成与结构 .... 1

1.2 DNA 的结构多样性 .... 2

1.3 四链结构的 DNA: i-motif 基本介绍 ...... 2

1.3.1 i-motif 结构及性质 ..... 2

1.3.2 i-motif 的生物学功能 . 3

1.4 I-motif 相关研究及应用 .. 3

1.4.1 I-motif DNA 分子马达 . 4

1.4.2 利用 i-motif 结构实现金纳米颗粒可逆聚集 ........ 5

1.4.3 利用双分子 i-motif 构建智能 DNA 水凝胶 . 6

1.4.4 电致驱动单分子 i-motif 分子马达 .. 7

1.5 I-motif 颈环区域相关研究 ......... 8

1.5.1 胞嘧啶对 i-motif 稳定性影响 ......... 8

1.5.2 颈环区碱基对 i-motif 稳定性影响 .......... 10

第 2 章 实验材料与方法 ......13

2.1 引言 ... 13

2.2 四聚乙二醇修饰 ODNs 制备方法 . 13

2.2.1 四聚乙二醇单体的修饰 ......... 13

2.2.2 四聚乙二醇修饰的 ODN 合成 . 15

2.3 四聚乙二醇修饰的 ODNs 性质表征 ........ 17

2.3.3 MALDI-TOF 飞行质谱 ... 17

2.3.4 变性凝胶电泳 ... 17

2.3.5 非变性凝胶电泳 .......... 18

2.3.6 紫外可见光谱 ... 18

2.3.7 CD（圆二色谱）扫描光谱 ..... 18

2.3.8 CD（圆二色谱）扫描变温光谱 ........ 18

第 3 章 结果与讨论 ...19

3.1 序列设计以及取代小分子的选择 .......... 19

3.1.1 取代小分子的选择 ...... 19

3.1.2 序列设计思路及命名 .. 19

3.2 四聚乙二醇修饰的 ODN 制备表征 .......... 22

3.2.1 四聚乙二醇单体修饰表征 ..... 22

3.2.2 MALDI-TOF 质谱表征 ... 25

3.2.3 变性凝胶电泳表征 ...... 25

3.3 四聚乙二醇修饰的 i-motif 形成表征 .. 26

3.4 四聚乙二醇修饰的 i-motif 稳定性探究 ......... 28

3.5 四聚乙二醇修饰的 i-motif 拓扑学结构探究 . 29

第 4 章 结论 ....32

插图索引 ..........33

表格索引 ..........34

参考文献 ..........35

致谢 ..........38

附录 A 合成 ODNs 质谱谱图 .40

附录 B 外文资料的调研阅读报告或书面翻译 .....46

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