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核酸是生命体内重要的功能大分子之一，而脱氧核糖核酸(DNA)则作为遗传密码的载体承载着绝大多数生物物种的全部遗传信息。除外生物体内大多数DNA的存在形式——Watson Crick DNA右手双螺旋结构(B型DNA)之外，目前研究中已发现DNA还具有多种其他不同的二级结构，包括右手螺旋(A型DNA)、左手螺旋（Z型DNA）、三联体螺旋（H型DNA）、四联体螺旋（G-四链体）、十字形结构、发夹式结构、和i-motif序列等。其中，G-四链体是生物体内富含鸟嘌呤残基的核苷酸序列形成的一种特殊核酸二级结构，这一结构的形成对于真核细胞的端粒区和基因组区某些重大生物学过程具有重要影响，例如在启动子中G-四链体的形成会影响其下游基因的复制与表达。由此探讨DNA的结构与功能的关系具有十分重要的意义，可以加深对生命本质的认识以及拓展DNA在各个领域的应用，如针对G-四链体为治疗靶点的抗肿瘤药物的研究。 本课题主要运用圆二色谱仪，紫外分光光谱仪以及电泳仪等仪器研究了在不同离子（钾或钠）环境下，不同富G序列形成的多种G-四链体结构构象，分析研究了不同G-四链体结构构象分别在CD光谱、TDS光谱、UV热力学分析和电泳迁移中的表现特征;并应用这些特征针对人Bcl-2基因P1启动子上游的富G序列Pu39WT分别在钾离子和钠离子环境下形成的G-四链体结构进行综合分析，再加上通过对序列进行人工截短研究和文献中的相关报道模拟出了Pu39WT全长序列在不同离子（K+或Na+）环境下可能形成的两种(3+1)型G-四链体混合结构构象。最后，我们在体外考察了Pu39WT全长序列及其人工截短序列与氯化血红素结合形成DNA过氧化物酶后的催化氧化反应的能力及活性，还在聚合酶链式反应阻止实验中考察了该组序列的结构变化对PCR阻止效应带来不同程度影响的生物学表现。 研究结果表明:在不同离子（K+或Na+）环境下，富G核苷酸序列有形成不同结构构象的趋势，并且G-四链体的不同构象在上述方法学中的特征表现各有特点:1、在CD光谱中:平行G-四链体在波长240.0nm和265.0nm左右处分别有特征负峰和正峰;反平行G-四链体在波长265.0nm和295.0nm左右处有特征负峰和正峰;平行与反平行共存或混合G-四链体在波长240.0nm和265.0nm左右处有特征负峰和正峰，并在波长295.0nm左右处有次正峰。2、在紫外融解曲线中:钾离子比钠离子环境中形成的G-四链体结构更稳定（融解温度值更高）;加热对G-四链体的热力学稳定性有一定破坏作用;单分子结构的G-四链体的热力学参数值较大（绝对值小），双分子及多分子结构的G-四链体的热力学参数值较小（绝对值大）。3、在紫外TDS图谱中:平行G-四链体在波长240.0nm和273.0nm左右处有一特征正峰，同时在波长295.0nm左右处有一特征负峰，在波长260.00nm左右是两峰之间存在清晰波谷;反平行G-四链体在波长273.0nm左右处有最高特征正峰，在波长240.0nm左右处有较小正峰，同时在波长295.0nm左右处有最低特征负峰，而在波长260.0nm处形成波峰波谷混合区带;混合G-四链体在波长273.0nm左右处有最高特征正峰，在波长240.0nm左右处有次高正峰，同时在波长295.0nm左右处有强度相当于273.0nm处的最低特征负峰，而在波长260.0nm处（240.0nm和273.0nm两正峰之间）存在独立清晰第三正峰。4、在非变性PAGE中:平行G-四链体多为多分子（四分子或更多）结构;反平行G-四链体多为单分子结构;混合G-四链体多数为单分子结构，仅个别为双分子结构。 结合上述结果对序列Pu39WT分别在钾离子和钠离子环境下进行结构分析，根据其特征:1、在CD光谱中:在波长240.0nm和265.0nm左右处有特征负峰和正峰，并在波长295.0nm左右处有次正峰，为平行与反平行共存或混合G-四链体特征。2、在紫外融解曲线中:钾离子比钠离子环境中形成的G-四链体结构更稳定（融解温度值更高）;单分子G-四链体的热力学参数值较大（绝对值小）。3、在紫外TDS图谱中:在波长273.0nm左右处有最高特征正峰，在波长240.0nm左右处有次高正峰，同时在波长295.0nm左右处有强度相当于273.0nm处的最低特征负峰，而在波长260.0nm处（240.0nm和273.0nm两正峰之间）存在独立清晰第三正峰，亦说明为混合G-四链体。4、在非变性PAGE中:条带为单分子结构。综合分析出Pu39WT为单分子的混合G-四链体结构。而变异序列发生不同程度的变化，其中第2、5、7个G岛的结构组成性比较重要，由此模拟出了全长序列在不同离子（K+或Na+）环境下可能形成的两种(3+1)式含有三个G-四联体平面的G-四链体二级结构构象。 最后，我们在体外进行的DNA过氧化物酶实验证明了Bcl-2基因P1启动子上游Pu39WT全长序列与氯化血红素结合后能够形成DNA过氧化物酶，并且其DNAzyme在钾和钠离子缓冲液中均表现出较强的DNA过氧化物酶活性，说明Pu39WT作为该酶的活性中心具有较强的核酶生物学活性，这种活性很可能与其G四链体结构的形成紧密相关。而变异序列结合氯化血红素形成的DNA过氧化物酶作为对照大多数酶的活性均表现为下降，这很可能是由于Pu39WT序列发生变异后，DNA序列的变化造成酶活性中心的结构发生了改变进而影响了其酶活功能的发挥，更加说明核酶的活性强弱与其序列及结构紧密相关。 通过以上实验，我们得到了大量可靠的实验数据和结论，这不但能为进一步利用G-四链体的结构特征在富G序列结构判断中的应用打下良好的基础，还将对未来在基因启动子中G-四链体的形成、结构构象与其生物学功能，以及G-四链体的结构构象与生物学功能两者之间关系的研究工作中提供可靠的实验依据和帮助。