介电环境对DNA电泳迁移率及凝聚构象的影响

DNA在四价平衡离子精胺溶液中,会发生电荷逆转,这个现象无法用经典的Poisson-Boltzman理论解释,一般认为与离子-离子关联、介电环境等有关。当改变溶液的介电常数,DNA-精胺复合物呈现不同的逆转及凝聚状态。本文首先利用动态光散射研究不同介电环境(溶液中加入乙醇、甘氨酸及6-氨基己酸)下DNA-精胺的电泳迁移率的变化,发现乙醇会有利于DNA发生电荷逆转,在0.5 mmol·L-1的精胺浓度下,DNA的电泳迁移率为-0.6×10-4cm2V-1S-1。当加入90%的乙醇后,DNA的电泳迁移率变为0.11×10-4cm2V-1S-1,然而向精胺-DNA溶液中加入甘氨酸,6-氨基己酸等两性物质之后,DNA的电泳迁移率随着两性物质浓度的增加而向负向移动。在此基础上,作者用原子力显微镜观察精胺-DNA复合物在不同浓度乙醇及两性物质下的表面形貌变化,发现随着乙醇浓度的增加,精胺-DNA复合物的凝聚形态会更加紧凑;而随着两性离子浓度的增加,精胺-DNA复合物的凝聚形态变得越来越松散,说明介电环境在精胺导致DNA构象变化及电荷逆转中起着一定的作用。研究不同介电环境下DNA的电泳迁移率及凝聚构象的影响,能对认识DNA凝聚的动力学特性提供帮助,而且有助于获得理想的非病毒载体,促进基因治疗的发展。