偶氮苯修饰的发夹DNA对RNA转录的光调控

发布时间：2021-03-05 03:46

　　通过偶氮苯的光异构化作用影响生物大分子的结构和功能是近年的热门研究课题。我们前期发现偶氮苯光控制DNA聚合酶的活性而调控引物的延伸。本文围绕遗传信息传递的转录过程,研究偶氮苯对RNA聚合酶反应的光调控。将4,4’-二羟甲基偶氮苯修饰在RNA转录的非模板链的T7启动子端,并连接5、7、9、11 nt的4种长度保护链。探究它们的光异构化能力以及RNA转录的光调节情况,结果发现偶氮苯修饰非模板链的DNA模板与T7 RNA聚合酶反应在紫外光响应下转录效率明显增加,RNA转录产物对于设计的5 nt长度的T7NC,从光照前3. 4%增加到光照后21. 4%,大约有6. 25倍的变化。同样,对于含有T7NC1、T7NC2和T7NC3的DNA模板,紫外光照后其指导的RNA转录产物也有所增加,增加的效率分别为4、3和1. 25倍。因此,我们设计的非模板链上通过偶氮苯连接5个碱基的发夹结构与模板链组合指导的RNA转录具有最佳的光控效果。本研究的重要价值在于发现了偶氮苯光活性修饰参与生命活动的模板序列,研究结果可有效应用于核酸药物的开发与应用。 

【文章来源】：中国科学院大学学报. 2020,37(03)北大核心

【文章页数】：8 页

【部分图文】：

转录所用DNA模板和偶氮苯修饰的非模板DNA序列

没有光照时，偶氮苯-核酸的共轭体T7NC中偶氮苯呈现热稳定的反式形式，其紫外光谱在335 nm(π-π*)处呈现肩峰。分别进行紫外灯照射处理以及白光光照处理，得到图2(a)和2(b)所示的峰图。由图可以观察到，增色效应较为显著的波长为260 nm。由于DNA链长度增加，偶氮苯浓度相对减少，导致其紫外特征峰偏低，因而在335 nm处吸光度普遍偏低，而在430 nm(n-π*)处几乎不可见。另外，还可以观测到在上述两个光照条件下，T7NC1、T7NC2和T7NC3均有类似峰变化趋势，具体分别见图2(c)、2(d)，图2(e)、2(f)和图2(g)、2(h)。可知，偶氮苯被修饰到寡核苷酸中，能起到光异构化的作用。此外，偶氮苯修饰的DNA通过365 nm的紫外光照120 s即可达到主要含有顺式结构的光稳态，而可见光照120 s它们将从顺式返回原始的反式结构。2.3 偶氮苯修饰的非模板DNA光控的转录活性

对于偶氮苯修饰的模板与正常的转录模板的转录过程，随时间变化进行分析。发现，随着时间的延长，RNA的转录产物也将增多。如图4，反应时间为30 min时，含T7NC序列的DNA模板对RNA转录仍然表现出一定的光控制能力，光照前后差异达到1.56倍。含T7NC1序列的DNA模板对RNA转录在光照后增加为1.15倍。而对于含T7NC2和T7NC3序列的DNA模板，转录产物光照前后几乎无明显差异。图4 偶氮苯修饰非模板链(N-Tem)和模板形成的双链在T7 RNA聚合酶催化30 min后RNA转录的变性胶分析

【参考文献】：
期刊论文
[1]偶氮苯修饰的DNA对引物延伸的光调控[J]. 季禾茗,孔德佳,莫蒙武,雷华军,陈露,赵瑞琪,王威,何裕建,封禄田,吴丽.  中国科学院大学学报. 2019(01)
[2]偶氮苯作用的核酸开关在生物体内的可逆光调控[J]. 孔德佳,莫蒙武,季禾茗,雷华军,陈露,李元昊,何裕建,汤新景,郑鹏武,吴丽.  中国科学:化学. 2018(07)



本文编号：3064520