核糖核酸分析化學(xué)論文
時(shí)間:2022-02-03 05:27:14
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一、脫氧核糖核酸堿基的電活性研究
堿基的組成和排列順序不同是DNA核苷酸之間存在差別的主要原因,因此,研究DNA分子中堿基的電化學(xué)性質(zhì)也具有十分重要的意義。本文僅對(duì)DNA鏈中的堿基在單壁碳納米管復(fù)合聚吖啶橙(SWNTs/POAO)電極上的電化學(xué)行為進(jìn)行研究。
(一)堿基對(duì)的氧化現(xiàn)象SWNTs/POAO電極既具有較大的比表面積大的π電子體系及大量的活性電位特點(diǎn),又具有導(dǎo)電聚合物地性能。因此,在SWNTs/POAO電極上,嘌呤堿基和嘧啶堿基的氧化電位都隨著其結(jié)構(gòu)環(huán)系上的取代基增多而產(chǎn)生反向移動(dòng),且氧化的峰電流會(huì)隨著濃度增加而出現(xiàn)線性增長(zhǎng)。由于嘌呤堿基是由嘧啶和咪唑酬和而成的環(huán)系,多π芳雜環(huán)系和缺π芳雜環(huán)系都在其結(jié)構(gòu)中存在,所以鳥(niǎo)嘌呤(GUA)和腺嘌呤(ADE)容易發(fā)生氧化,且氧化電流較大;而嘧啶堿基結(jié)構(gòu)中只有缺π芳雜環(huán),致使其比嘌呤堿基的氧化電位較正,氧化電流較小。由上所述,可以得出嘧啶堿基電氧化反應(yīng)的靈敏度比嘌呤堿基低的結(jié)論。
(二)嘌呤堿基氧化過(guò)程分析以ADE和GUA為研究對(duì)象,分別分析研究了其在不同電極的反應(yīng)(見(jiàn)圖2)。在圖中可以發(fā)現(xiàn),只有嘌呤堿基對(duì)的氧化電流峰,而沒(méi)有還原峰,由此可以得知嘌呤堿基的電極反應(yīng)是不可逆的過(guò)程。在圖中還可以看出,ADE和GUA的氧化峰電流在GCE(玻碳電極)和POAO(聚吖啶橙電極)上基本相同且都較??;而在SWNTs修屎電極上比在GCE上有明顯增加,這表明碳單壁納米管增加了GCE電極的有效面積,且其自身帶有的—COOH、—OH基團(tuán)給電極提供了更多的反應(yīng)點(diǎn),催化了GUA、ADE的反應(yīng),峰電流明顯增大。而在SWNTs/POAO電極上,嘌呤堿基的氧化電流增加更加明顯。
二、DNA堿基與金屬離子的相互作用
脫氧核糖核酸與金屬離子的相互作用,主要有其對(duì)金屬離子的吸附作用以及核糖核酸上特點(diǎn)結(jié)合點(diǎn)與金屬離子發(fā)生配位作用。本文僅對(duì)DNA嘧啶堿基與汞、銀離子的相互作用進(jìn)行分析。
(一)汞離子與胸腺嘧啶的相互作用汞離子與DNA的相互作用在1952年時(shí)就已經(jīng)被Katz發(fā)現(xiàn),但其觀點(diǎn)是汞離子與DNA鏈中的磷酸骨架發(fā)生了互相作用,到后來(lái)Thomas用紫外光譜證實(shí)汞離子是與DNA中的堿基發(fā)生作用。在這個(gè)發(fā)現(xiàn)之后,Katz于1963年又提出了T-Hg-T的假設(shè),這個(gè)假設(shè)內(nèi)容是汞離子與T堿基是以1:2的比例形成新配合物。近年來(lái),日本人Ono等人通過(guò)溶解曲線、質(zhì)譜以及核磁共振等手段進(jìn)一步證實(shí)了T-Hg-T的假設(shè)[2]。由于有毒性是汞離子的具備的特點(diǎn),利用DNA能夠與汞離子結(jié)合發(fā)生反應(yīng)的特性,可以來(lái)進(jìn)行環(huán)境汞離子含量的檢測(cè)。
(二)核糖核酸與胞嘧啶的相互作用銀離子與胞嘧啶的相互作用是在2002年才由Tanaka小組開(kāi)始研究,他們通過(guò)研究銀離子與人工合成DNA雙鏈(含有嘧啶(Pyridine)修飾堿基形成的P-P錯(cuò)配)發(fā)生特異性結(jié)合的現(xiàn)象,證實(shí)了銀離子與嘧啶反應(yīng)能夠形成穩(wěn)定的P-Ag-P結(jié)構(gòu)。2008年,One小組提出了銀離子可以與胞嘧啶形成穩(wěn)定的C-Ag-C結(jié)構(gòu),并通過(guò)變溫紫外的研究手段證實(shí)了銀離子具有能夠使錯(cuò)配的DNA雙鏈更加穩(wěn)定。根據(jù)銀離子的這種特性,可以將其設(shè)計(jì)成分子信標(biāo),應(yīng)用在醫(yī)學(xué)診斷、生物工程研究等各個(gè)領(lǐng)域。
三、結(jié)語(yǔ)
DNA電分析化學(xué)研究對(duì)于基因識(shí)別、臨床醫(yī)學(xué)、生物工程等發(fā)展有著重要的作用,具有廣闊的應(yīng)用前景。因此,深入DNA電分析化學(xué)研究,有著十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。
作者:趙新富單位:南陽(yáng)醫(yī)學(xué)高等專(zhuān)科學(xué)校