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本文将重组的DNA缩拢成致密的小球送入细胞的过程是实现基因转染的关键步骤。某些分子在水溶液中达到一定浓度、温度或改变溶剂性质时,就有可能与DNA相互作用形成复合物,并诱导DNA构象发生由线圈到小球的转变。阳离子表面活性剂通过静电引力诱导DNA发生舒展线圈状向紧密小球状的构象转变。但是由于阳离子表面活性剂的生物毒性及与DNA相互作用程度的不可控性等缺点限制了其可能的应用。
多胺可以诱导DNA发生缩拢、聚集、沉淀甚至二级结构的转变,并且由于其生源性及特定的生物功能避免了阳离子表面活性剂的缺点。国外已用多种方法进行了深入研究,如圆二色谱法、核磁共振、傅立叶拉曼变换光谱、原子力显微镜等,由于多胺和DNA相互作用的微观过程十分复杂,并且基因转染步骤中的不同条件(如细胞内外Na<+>、K<+>离子浓度的差异等)对二者相互作用的影响也很大,因此有必要从不同的角度对二者的相互作用进行考查。本论文在前人工作的基础上通过浊度法、相图、紫外光谱法和Zeta电位法对精胺与DNA的相互作用进行了考察。结果表明:多胺与DNA之间不仅存在着强烈的静电作用,同时多胺与DNA碱基对之间也存在着相互作用;多胺所带正电荷越多,与DNA的作用越强烈,水溶液条件下亚精胺(SPD)、盐酸胍(GD)与DNA有较弱的相互作用,但不能使DNA产生相分离;加入NaCl后,由于外加电解质的静电屏蔽效应,SPM与DNA之间的相互作用减弱,NaCl浓度越大,二者之间相互作用越弱,SPM-DNA体系的相图曲线线性相关性越低。并且Ca<2+>、Mg<2+>的屏蔽作用大于K<+>、Na<+>。pH的升高使多胺-DNA的相互作用减弱。
本论文还对多胺、表面活性剂与DNA的相互作用进行了比较。结果表明:表面活性剂与DNA的相互作用以静电作用和疏水缔合为主导,而多胺与DNA相互作用过程中静电作用力是唯一的驱动力。由于缔合机理的差异,盐效应也不完全相同。阳离子表面活性剂-DNA体系在低DNA浓度下,少量NaCI加入加强二者相互作用;高DNA浓度下,NaCl加入屏蔽二者相互作用;NaCl浓度过高时,二者相互作用减弱。对于两性表面活性剂.DNA体系,NaCl的加入加强二者相互作用。多胺-DNA体系,由于屏蔽效应,NaCl的加入,二者相互作用减弱。通过本论文的研究期望对扩展多胺在生命科学领域的应用起到一定作用。