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由寡聚核苷酸识别DNA形成的三链核酸为基因调控提供了非常有效的手段。三链核酸能阻止DNA的翻译和复制、引发定点突变和诱导同源重组。除了上述调控基因表达的应用外,三链核酸还可以成为分子生物学和生物化学研究的有力工具。
本论文利用负离子电喷雾傅立叶离子回旋共振质谱技术,研究了两类三链核酸(嘧啶型和嘌呤型)的气相行为,并以中药小分子为主要研究对象,研究它们与三链核酸的非共价相互作用,然后从中筛选出新型的三链核酸结合剂。
对于嘧啶型三链核酸,在温和的质谱条件下质谱峰相对丰度顺序与溶液相三链核酸含量和稳定性顺序是一致的,但是在高喷雾电压条件下气相核酸复合物离子稳定性与溶液相核酸稳定性顺序存在一些差异,这是由于气相和溶液相中稳定复合物的作用力不同造成的。酸性溶液以及碱基序列中高的C·G:C含量有利于嘧啶型三链核酸的结构稳定。部分二价过渡金属离子,例如Co2+、Ni2+和Zn2+,能促进嘌呤型三链核酸的形成;而碱土金属Ba2+则对嘌呤型三链核酸的竞争结构核酸同型二聚体的形成有利。
在温和的质谱条件下,考察了51个天然产物与嘧啶型三链核酸的相互作用,其中22个化合物能和嘧啶型三链核酸形成非共价复合物。通过比较小分子对三链核酸的亲和力,以及通过SORI-CID考察复合物的解离途径,能得到部分小分子结构与核酸亲和力的关系。对于生物碱芳香平面的刚性和弯曲形状,以及环上的N+有利于它们与嘧啶型三链核酸的结合,而黄酮类化合物的糖链、B环的位置和羟基取代、C2-C3双键对它们的三链核酸结合有较大影响。部分生物碱和黄酮苷也能和嘌呤型三链核酸形成非共价复合物。
中药不仅是发现药物的巨大宝库,同时也是筛选新型三链核酸结合剂的宝贵资源。电喷雾质谱技术在研究药物与核酸的非共价相互作用,以及药物初步筛选方面都具有快速、灵敏、化学计量等独特优势。