通過(guò)偶氮苯的光異構(gòu)化作用影響生物大分子的結(jié)構(gòu)和功能是近年的熱門(mén)研究課題。我們前期發(fā)現(xiàn)偶氮苯光控制DNA聚合酶的活性而調(diào)控引物的延伸。本文圍繞遺傳信息傳遞的轉(zhuǎn)錄過(guò)程,研究偶氮苯對(duì)RNA聚合酶反應(yīng)的光調(diào)控。將4,4’-二羥甲基偶氮苯修飾在RNA轉(zhuǎn)錄的非模板鏈的T7啟動(dòng)子端,并連接5、7、9、11 nt的4種長(zhǎng)度保護(hù)鏈。探究它們的光異構(gòu)化能力以及RNA轉(zhuǎn)錄的光調(diào)節(jié)情況,結(jié)果發(fā)現(xiàn)偶氮苯修飾非模板鏈的DNA模板與T7 RNA聚合酶反應(yīng)在紫外光響應(yīng)下轉(zhuǎn)錄效率明顯增加,RNA轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物對(duì)于設(shè)計(jì)的5 nt長(zhǎng)度的T7NC,從光照前3. 4%增加到光照后21. 4%,大約有6. 25倍的變化。同樣,對(duì)于含有T7NC1、T7NC2和T7NC3的DNA模板,紫外光照后其指導(dǎo)的RNA轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物也有所增加,增加的效率分別為4、3和1. 25倍。因此,我們?cè)O(shè)計(jì)的非模板鏈上通過(guò)偶氮苯連接5個(gè)堿基的發(fā)夾結(jié)構(gòu)與模板鏈組合指導(dǎo)的RNA轉(zhuǎn)錄具有最佳的光控效果。本研究的重要價(jià)值在于發(fā)現(xiàn)了偶氮苯光活性修飾參與生命活動(dòng)的模板序列,研究結(jié)果可有效應(yīng)用于核酸藥物的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用。 

【文章來(lái)源】：中國(guó)科學(xué)院大學(xué)學(xué)報(bào). 2020,37(03)北大核心

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【部分圖文】：

轉(zhuǎn)錄所用DNA模板和偶氮苯修飾的非模板DNA序列

沒(méi)有光照時(shí)，偶氮苯-核酸的共軛體T7NC中偶氮苯呈現(xiàn)熱穩(wěn)定的反式形式，其紫外光譜在335 nm(π-π*)處呈現(xiàn)肩峰。分別進(jìn)行紫外燈照射處理以及白光光照處理，得到圖2(a)和2(b)所示的峰圖。由圖可以觀察到，增色效應(yīng)較為顯著的波長(zhǎng)為260 nm。由于DNA鏈長(zhǎng)度增加，偶氮苯濃度相對(duì)減少，導(dǎo)致其紫外特征峰偏低，因而在335 nm處吸光度普遍偏低，而在430 nm(n-π*)處幾乎不可見(jiàn)。另外，還可以觀測(cè)到在上述兩個(gè)光照條件下，T7NC1、T7NC2和T7NC3均有類(lèi)似峰變化趨勢(shì)，具體分別見(jiàn)圖2(c)、2(d)，圖2(e)、2(f)和圖2(g)、2(h)�？芍�，偶氮苯被修飾到寡核苷酸中，能起到光異構(gòu)化的作用。此外，偶氮苯修飾的DNA通過(guò)365 nm的紫外光照120 s即可達(dá)到主要含有順式結(jié)構(gòu)的光穩(wěn)態(tài)，而可見(jiàn)光照120 s它們將從順式返回原始的反式結(jié)構(gòu)。2.3 偶氮苯修飾的非模板DNA光控的轉(zhuǎn)錄活性

對(duì)于偶氮苯修飾的模板與正常的轉(zhuǎn)錄模板的轉(zhuǎn)錄過(guò)程，隨時(shí)間變化進(jìn)行分析。發(fā)現(xiàn)，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，RNA的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物也將增多。如圖4，反應(yīng)時(shí)間為30 min時(shí)，含T7NC序列的DNA模板對(duì)RNA轉(zhuǎn)錄仍然表現(xiàn)出一定的光控制能力，光照前后差異達(dá)到1.56倍。含T7NC1序列的DNA模板對(duì)RNA轉(zhuǎn)錄在光照后增加為1.15倍。而對(duì)于含T7NC2和T7NC3序列的DNA模板，轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物光照前后幾乎無(wú)明顯差異。圖4 偶氮苯修飾非模板鏈(N-Tem)和模板形成的雙鏈在T7 RNA聚合酶催化30 min后RNA轉(zhuǎn)錄的變性膠分析

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]偶氮苯修飾的DNA對(duì)引物延伸的光調(diào)控[J]. 季禾茗,孔德佳,莫蒙武,雷華軍,陳露,趙瑞琪,王威,何裕建,封祿田,吳麗.  中國(guó)科學(xué)院大學(xué)學(xué)報(bào). 2019(01)
[2]偶氮苯作用的核酸開(kāi)關(guān)在生物體內(nèi)的可逆光調(diào)控[J]. 孔德佳,莫蒙武,季禾茗,雷華軍,陳露,李元昊,何裕建,湯新景,鄭鵬武,吳麗.  中國(guó)科學(xué):化學(xué). 2018(07)



本文編號(hào)：3064520