分子内G--quadruplex结构解旋的研究以及人端粒G--quadruplex结构的动态构象分析

来源 :武汉大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zhuhuajian21004
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染色体DNA中存在着一种能形成四重折叠结构的序列,这些序列在许多重要的区域都存在,例如端粒、原癌基因的启动子和胰岛素调控区域。人们相信四重折叠结构在生物学过程中扮演着重要角色,例如调控基因表达和维持基因组稳定性。四重折叠结构如何在生理过程中影响DNA和RNA的功能,例如转录和翻译,仍然是一个需要解决的重要问题。在本研究中,建立了一种荧光方法来实时检测分子内四重折叠结构解旋的动力学过程。使用这种方法,研究了BLM解旋酶解旋人端粒序列、ILPR和PSMA4序列形成的四重折叠结构的过程,并且比较了和这些序列相应的双链的解旋。我们的研究发现四重折叠结构的解旋比其双链结构的解旋要困难得多,并且四重折叠结构的解旋效率跟其稳定性是相关的。这些结果意味着四重折叠结构的形成能够产生一种障碍影响蛋白质在核酸链上的滑动,从而调节基因组DNA的打开和复性过程。
  这种四重折叠结构从折叠的拓扑异构学上来说具有多样性。四重折叠结构的折叠控制以及其生物相关性的研究不但能解释四重折叠结构是如何在体内起作用的,还能给人们设计药物作指导。目前的研究都在平衡状态下研究四重折叠结构的折叠。然而很多生物相关的过程却是动态的,例如转录控制和染色体组装。使用了荧光光谱、凝胶电泳和小分子光切割等方法研究了人端粒DNA序列在K+/PEG条件下从双链中解离下来的动力学和热力学折叠过程。我们的研究发现这种动力学过程产生的结构与它在平衡态下的结构时不一样的,而这种平衡态与动态的变化对于人们设计药物靶向的小分子有重要意义。
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