双股寡聚d(G-C)_6 DNA Z-构象的形成及其构象转换的动态研究(英文)

研究揭示,生物信息的形成,传递与DNA构象的多样性,特别是其中的左手螺旋Z-构象DNA(Z-DNA)相关。在机体DNA链中,普遍存在的特异序列结构d(C-G)n和d(G-C)n片段易形成Z-构象。但对d(G-C)n序列结构的寡聚体Oligo-d(G-C)n,(n小于8)能转换形成Z-DNA片段少见报道。为促进对Z-DNA尤其是其中的短片段Z-DNA与生物功能的相关性研究,我们对合成并纯化后的寡聚体Oligo-d(G-C)n,n分别为4,6,8,10,及Oligo-d(C-G)6和多聚体poly-d(G-C)500-900进行Z-构象的形成和其构象转换的比较研究。研究结果发现:①d(GpCpGpCpGpCpG-pCpGpCpGpC)是d(G-C)n序列结构中能转换形成Z-构象的最短片段(n=6)。其转换成Z-构象能力有链长依赖性(poly d(G-C)500-900易于Oligo-d(G-C)6);②Oligo-d(G-C)6的Z-构象形成能力因溶液中的介质性质不同而异。Co(NH3)3+>Mg2+>Na+;C1O4->Cl-,因此要求盐溶液的浓度差异很大。③PH7.2,室温条件下,在MgCl2,NaClO4,NaCl溶液浓度分别由0 mol/L增至6.0 mol/L,Oligo-d(G-C)6的B、Z构象转换都出现:B-构象相对稳定期,B-、Z-构象转换跃迁期和Z-构象相对稳定期。每个阶段要求跨越的盐浓度变迁范围也因所用介质而异。当溶液中Oligo-d(G-C)6B-构象、Z-构象各占50%(θ1/2)时,其盐浓度分别为1.72 mol/L(MgCl2),2.88 mol/L(NaClO4),3.85 mol/L(NaCl)。④Oligo-d(G-C)6的B-,Z-构象转换程度受盐浓度影响:当Oligo-d(G-C)6处于最适条件和不同盐溶液其浓度为θ21浓度时,温度由8℃→22℃,在MgCl2,NaClO4溶液中的Oligo-d(G-C)6形成Z-构象能力增加,当由22℃→60℃,MgCl2溶液中的Z-构象Oligo-d(G-C)6加速增加,而在NaClO4溶液中则是急速向B-型Oligo-d(G-C)6方向转换;温度变化对处于NaCl溶液中的Oligo-d(G-C)6B-、Z-构象相对平衡影响较小。⑤甲基化胞嘧啶即Oligo-d(G-mC)6或d(mC-G)6均增大Z-构象形成能力。⑥在4 mol/L MgCl2溶液中的Oligo-d(G-C)6或Oligo-d(C-G)6或poly d(G-C)500-900的UVab谱、UVcd谱均显示出非B-型或Z-型DNA的新谱型。并且有链长依赖性和因溶液浓度改变出现构象可逆性转变。提示在Oligo-d(G-C)6的构象转换过程中可能存在新构象“X”型,即B Z X构象转换模式。