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DNA是遗传信息的载体,自然界中千变万化的遗传现象,基本上都是由四种核苷酸构成的DNA序列编码的杰作。不仅DNA序列的变化可以引起遗传信息的变化,在DNA上发生各种化学修饰也能引起遗传信息的变化。对DNA及其化学修饰的研究,是生物学家和化学家揭开遗传现象神秘面纱、探索生命奥秘进程中一个古老而又恒新的课题。在DNA上发生的化学修饰主要有两类,一类发生在DNA碱基上,以甲基化修饰为代表;另一类发生在DNA骨架上,以骨架磷硫酰化修饰为代表。本文的主要研究对象就是骨架磷硫酰化修饰的DNA。这种类型修饰的DNA是天然DNA骨架上发现的首例生理修饰。这种修饰的化学本质是DNA骨架上的P-O键被替换成了P-S键,并以专一性的Rp构象存在。这种修饰属于复制后修饰,与人类疾病相关的很多病原菌也证实了这种修饰的存在。本文主要利用2D NMR技术,对变铅青链霉菌(Streptomyces lividans)中发现的骨架磷硫修饰DNA,及其对应的骨架未进行磷硫修饰的DNA进行溶液三维结构研究。论文的第一部分主要是Rp型和Sp型构象的骨架磷硫修饰DNA的分离与确认。我们从DNA合成公司购买的磷硫修饰DNA及正常的未经修饰的DNA样品粗产物,然后对粗产物进行一系列预处理,再利用高效液相色谱(High Performance Liquid Chromatography,HPLC)系统反复富集得到大量高纯度的Rp型和Sp型的骨架磷硫修饰的DNA,以及高纯度没有修饰的DNA样品,基于标准品的峰值保留时间、紫外光谱、分子量等特征,对Rp型和Sp型构象的骨架磷硫修饰的DNA予以确认。论文的第二部分主要是通过生物分子核磁共振(Biomolecular NMR)波谱技术,在不进行13C和15N同位素标记的情况下直接对溶液状态的DNA进行NMR信号归属并解析其三维结构,以初步探明骨架磷硫修饰对DNA三维结构的影响。主要涉及的 NMR 实验方法是:2D 1H-1H NOESY,2D 1H-1H TOCSY、2D 1H-1H DQF-COSY,31p-1H HETCOR图谱,预饱和技术(Presat)压制水峰等。解析出的DNA核磁溶液三维结构,为骨架磷硫修饰以专一性的Rp构象存在提供了结构依据,为进一步研究DNA磷硫修饰具体机制提供了基础。