激光生物学报
激光生物學報
격광생물학보
ACTA LASER BIOLOGY SINICA
2005年
5期
359-367
,共9页
黄汝多%李振华%Van de Sande J.H
黃汝多%李振華%Van de Sande J.H
황여다%리진화%Van de Sande J.H
右手螺旋B-型DNA%左手螺旋Z-型DNA%B-Z构象转换%紫外吸收光谱%紫外园二色性光谱%DNA新构象"X"
右手螺鏇B-型DNA%左手螺鏇Z-型DNA%B-Z構象轉換%紫外吸收光譜%紫外園二色性光譜%DNA新構象"X"
우수라선B-형DNA%좌수라선Z-형DNA%B-Z구상전환%자외흡수광보%자외완이색성광보%DNA신구상"X"
right-handed B DNA%left-handed Z DNA%oligo-d(G-C)6%B to Z conformation transition%UV absorbance and circular dichroism%new conformation
研究揭示,生物信息的形成,传递与DNA构象的多样性,特别是其中的左手螺旋Z-构象DNA(Z-DNA)相关.在机体DNA链中,普遍存在的特异序列结构d(C-G)n和d(G-C)n片段易形成Z-构象.但对d(G-C)n序列结构的寡聚体Oligo-d(G-C)n,(n小于8)能转换形成Z-DNA片段少见报道.为促进对Z-DNA尤其是其中的短片段Z-DNA与生物功能的相关性研究,我们对合成并纯化后的寡聚体Oligo-d(G-C)n,n分别为4,6,8,10, 及Oligo-d(C-G)6和多聚体poly-d(G-C)500-900进行Z-构象的形成和其构象转换的比较研究.研究结果发现:①d(GpCpGpCpGpCpGpCpGpCpGpC)是d(G-C)n序列结构中能转换形成Z-构象的最短片段(n＝6).其转换成Z-构象能力有链长依赖性(poly d(G-C)500-900易于Oligo-d(G-C)6);②Oligo-d(G-C)6的Z-构象形成能力因溶液中的介质性质不同而异.Co(NH3)3+>Mg2+>Na+;C1O-4>Cl-,因此要求盐溶液的浓度差异很大.③PH7.2,室温条件下,在MgCl2, NaClO4, NaCl溶液浓度分别由0 mol/L增至6.0 mol/L,Oligo-d(G-C)6的B、Z构象转换都出现:B-构象相对稳定期,B-、Z-构象转换跃迁期和Z-构象相对稳定期.每个阶段要求跨越的盐浓度变迁范围也因所用介质而异.当溶液中Oligo-d(G-C)6 B-构象、Z-构象各占50%(θ1/2)时,其盐浓度分别为1.72 mol/L(MgCl2),2.88 mol/L(NaClO4),3.85 mol/L(NaCl).④Oligo-d(G-C)6的B-,Z-构象转换程度受盐浓度影响:当Oligo-d(G-C)6处于最适条件和不同盐溶液其浓度为θ(12)浓度时,温度由8 ℃→22 ℃,在MgCl2,NaClO4溶液中的Oligo-d(G-C)6形成Z-构象能力增加,当由22 ℃→60 ℃,MgCl2溶液中的Z-构象Oligo-d(G-C)6加速增加,而在NaClO4溶液中则是急速向B-型Oligo-d(G-C)6方向转换;温度变化对处于NaCl溶液中的Oligo-d(G-C)6B-、Z-构象相对平衡影响较小.⑤甲基化胞嘧啶即Oligo-d(G-mC)6或d(mC-G)6均增大Z-构象形成能力.⑥在4 mol/L MgCl2溶液中的Oligo-d(G-C)6或Oligo-d(C-G)6或poly d(G-C)500-900的UVab谱、UVcd谱均显示出非B-型或Z-型DNA的新谱型.并且有链长依赖性和因溶液浓度改变出现构象可逆性转变.提示在Oligo-d(G-C)6的构象转换过程中可能存在新构象"X"型,即BZX构象转换模式.
研究揭示,生物信息的形成,傳遞與DNA構象的多樣性,特彆是其中的左手螺鏇Z-構象DNA(Z-DNA)相關.在機體DNA鏈中,普遍存在的特異序列結構d(C-G)n和d(G-C)n片段易形成Z-構象.但對d(G-C)n序列結構的寡聚體Oligo-d(G-C)n,(n小于8)能轉換形成Z-DNA片段少見報道.為促進對Z-DNA尤其是其中的短片段Z-DNA與生物功能的相關性研究,我們對閤成併純化後的寡聚體Oligo-d(G-C)n,n分彆為4,6,8,10, 及Oligo-d(C-G)6和多聚體poly-d(G-C)500-900進行Z-構象的形成和其構象轉換的比較研究.研究結果髮現:①d(GpCpGpCpGpCpGpCpGpCpGpC)是d(G-C)n序列結構中能轉換形成Z-構象的最短片段(n＝6).其轉換成Z-構象能力有鏈長依賴性(poly d(G-C)500-900易于Oligo-d(G-C)6);②Oligo-d(G-C)6的Z-構象形成能力因溶液中的介質性質不同而異.Co(NH3)3+>Mg2+>Na+;C1O-4>Cl-,因此要求鹽溶液的濃度差異很大.③PH7.2,室溫條件下,在MgCl2, NaClO4, NaCl溶液濃度分彆由0 mol/L增至6.0 mol/L,Oligo-d(G-C)6的B、Z構象轉換都齣現:B-構象相對穩定期,B-、Z-構象轉換躍遷期和Z-構象相對穩定期.每箇階段要求跨越的鹽濃度變遷範圍也因所用介質而異.噹溶液中Oligo-d(G-C)6 B-構象、Z-構象各佔50%(θ1/2)時,其鹽濃度分彆為1.72 mol/L(MgCl2),2.88 mol/L(NaClO4),3.85 mol/L(NaCl).④Oligo-d(G-C)6的B-,Z-構象轉換程度受鹽濃度影響:噹Oligo-d(G-C)6處于最適條件和不同鹽溶液其濃度為θ(12)濃度時,溫度由8 ℃→22 ℃,在MgCl2,NaClO4溶液中的Oligo-d(G-C)6形成Z-構象能力增加,噹由22 ℃→60 ℃,MgCl2溶液中的Z-構象Oligo-d(G-C)6加速增加,而在NaClO4溶液中則是急速嚮B-型Oligo-d(G-C)6方嚮轉換;溫度變化對處于NaCl溶液中的Oligo-d(G-C)6B-、Z-構象相對平衡影響較小.⑤甲基化胞嘧啶即Oligo-d(G-mC)6或d(mC-G)6均增大Z-構象形成能力.⑥在4 mol/L MgCl2溶液中的Oligo-d(G-C)6或Oligo-d(C-G)6或poly d(G-C)500-900的UVab譜、UVcd譜均顯示齣非B-型或Z-型DNA的新譜型.併且有鏈長依賴性和因溶液濃度改變齣現構象可逆性轉變.提示在Oligo-d(G-C)6的構象轉換過程中可能存在新構象"X"型,即BZX構象轉換模式.
연구게시,생물신식적형성,전체여DNA구상적다양성,특별시기중적좌수라선Z-구상DNA(Z-DNA)상관.재궤체DNA련중,보편존재적특이서렬결구d(C-G)n화d(G-C)n편단역형성Z-구상.단대d(G-C)n서렬결구적과취체Oligo-d(G-C)n,(n소우8)능전환형성Z-DNA편단소견보도.위촉진대Z-DNA우기시기중적단편단Z-DNA여생물공능적상관성연구,아문대합성병순화후적과취체Oligo-d(G-C)n,n분별위4,6,8,10, 급Oligo-d(C-G)6화다취체poly-d(G-C)500-900진행Z-구상적형성화기구상전환적비교연구.연구결과발현:①d(GpCpGpCpGpCpGpCpGpCpGpC)시d(G-C)n서렬결구중능전환형성Z-구상적최단편단(n＝6).기전환성Z-구상능력유련장의뢰성(poly d(G-C)500-900역우Oligo-d(G-C)6);②Oligo-d(G-C)6적Z-구상형성능력인용액중적개질성질불동이이.Co(NH3)3+>Mg2+>Na+;C1O-4>Cl-,인차요구염용액적농도차이흔대.③PH7.2,실온조건하,재MgCl2, NaClO4, NaCl용액농도분별유0 mol/L증지6.0 mol/L,Oligo-d(G-C)6적B、Z구상전환도출현:B-구상상대은정기,B-、Z-구상전환약천기화Z-구상상대은정기.매개계단요구과월적염농도변천범위야인소용개질이이.당용액중Oligo-d(G-C)6 B-구상、Z-구상각점50%(θ1/2)시,기염농도분별위1.72 mol/L(MgCl2),2.88 mol/L(NaClO4),3.85 mol/L(NaCl).④Oligo-d(G-C)6적B-,Z-구상전환정도수염농도영향:당Oligo-d(G-C)6처우최괄조건화불동염용액기농도위θ(12)농도시,온도유8 ℃→22 ℃,재MgCl2,NaClO4용액중적Oligo-d(G-C)6형성Z-구상능력증가,당유22 ℃→60 ℃,MgCl2용액중적Z-구상Oligo-d(G-C)6가속증가,이재NaClO4용액중칙시급속향B-형Oligo-d(G-C)6방향전환;온도변화대처우NaCl용액중적Oligo-d(G-C)6B-、Z-구상상대평형영향교소.⑤갑기화포밀정즉Oligo-d(G-mC)6혹d(mC-G)6균증대Z-구상형성능력.⑥재4 mol/L MgCl2용액중적Oligo-d(G-C)6혹Oligo-d(C-G)6혹poly d(G-C)500-900적UVab보、UVcd보균현시출비B-형혹Z-형DNA적신보형.병차유련장의뢰성화인용액농도개변출현구상가역성전변.제시재Oligo-d(G-C)6적구상전환과정중가능존재신구상"X"형,즉BZX구상전환모식.
Synthetic oligo-d(G-C)6 was induced to undergo B-Z conformation transition by appropriate high-salt solution as shown by ultraviolet and circular dichroism spectroscopy. Among the salts tested, MgCl2 had the most potent ability to induce the conformation transition of oligo-d(G-C)6, NaClO4 (5 mol/L) could also induce the full transition and NaCl (5 mol/L) induced only an incomplete transition (Ca. 70%). The effect of temperature on the B-Z conformation transition of oligo-d(G-C)6 varied with the kind of salts used. On the basis of the observation, duodecandeoxyribonucleotide-d(GpCpGpCpGpCpGpCpGpCpGpC) was the minimal sequence that would support left-handed conformation in aqueous salt solution. And the results show that, oligo-d(G-C)6, or oligo-d(C-G)6 in 4 mol/L MgCl2 solution, the process of its conformation transition might be:B(=)Z(=)X,"X",an unknown conformation form is present,it may be very helpful to make a complete search for the Biological function of Z-DNA.
