AIE分子及蛋白质与核酸相互作用的AFM单分子力谱研究

发布时间：2022-12-08 04:31

　　核酸是生物体内极其重要的生物大分子,是生命中最基本的物质之一。它不仅是基本的遗传物质,而且在蛋白质的生物合成上也占重要位置,在生长、遗传、繁殖、变异等一系列重大生命现象中起决定性的作用。根据其化学组成不同可分为两类:脱氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸（RNA）。从单分子水平对核酸和其它分子之间的相互作用进行研究有助于人们深入地理解与调控这些重要的生命过程,是人们解开生命奥秘的关键所在。基于原子力显微镜（AFM）的单分子力谱技术弥补了传统表征手段只能得到生物体系平均化信息的不足,实现了对单个分子的操纵。因其皮牛顿级测力灵敏度及纳米级定位精度,成为研究单分子间、分子内相互作用的重要手段之一。本论文详细地介绍了基于原子力显微镜技术的单分子力谱仪的工作原理,包括力曲线的获得、分析,单分子拉伸的判据,工作模式,并且总结了单分子力谱技术近年来在生物学领域的应用。本论文工作主要以单分子力谱技术为表征手段,研究了DNA与聚集诱导发光分子（AIE）之间的相互作用,以及以烟草花叶病毒为模型研究了RNA与衣壳蛋白之间的相互作用。在本论文第二章中,构建了一种新的探针修饰方法,尝试在AFM探针尖端选择性修饰分子。... 

【文章页数】：110 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 前言
    1.1 基于原子力显微镜技术的单分子力谱
        1.1.1 原子力显微镜基本工作原理
        1.1.2 单分子力谱技术
            1.1.2.1 单分子力谱仪工作原理
            1.1.2.2 单分子力谱仪工作模式
            1.1.2.3 单分子力谱实验
    1.2 单分子力谱技术在生物领域的应用实例
        1.2.1 核酸与小分子及蛋白之间相互作用
            1.2.1.1 双链DNA力学指纹谱
            1.2.1.2 DNA与药物小分子之间的相互作用
            1.2.1.3 DNA与蛋白质之间的相互作用
            1.2.1.4 RNA与蛋白质之间的相互作用
        1.2.2 蛋白质折叠/解折叠过程的研究
            1.2.2.1 单分子力-拉伸模式
            1.2.2.2 单分子力钳模式
        1.2.3 多糖分子弹性指纹谱的研究
    1.3 论文研究思路
    参考文献
第二章 利用力谱技术实现AFM探针尖端的选择性修饰
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 样品制备
            2.2.1.1 12-氨基十二酸自组装膜(NH2-SAMs)的制备
            2.2.1.2 AFM探针尖端选择性修饰
            2.2.1.3 DNA在金基底上的固定
        2.2.2 力谱实验
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 12-氨基十二酸自组装膜(NH2-SAMs)制备及表征
        2.3.2 AFM探针尖端选择性修饰
        2.3.3 ds DNA的拉伸
    2.4 本章小结
    参考文献
第三章 AIE分子与双链DNA之间结合模式的研究
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 样品制备
        3.2.2 单分子力谱实验
        3.2.3 圆二色谱实验
    3.3 实验结果与讨论
        3.3.1 单分子力谱实验
            3.3.1.1 AIE小分子结构和浓度对ds DNA构象的影响
            3.3.1.2 离子强度对DNA-AIE分子相互作用的影响
            3.3.1.3 AIE分子从ds DNA上解离过程研究
        3.3.2 圆二色谱实验
    3.4 本章小结
    参考文献
第四章 烟草花叶病毒中RNA从蛋白外壳上解组装的研究
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 样品制备
            4.2.1.1 实验试剂
            4.2.1.2 poly(A) RN A的合成
            4.2.1.3 poly(A) RN A与TMV衣壳蛋白之间的自组装
        4.2.2 AFM成像实验
        4.2.3 单分子力谱实验
            4.2.3.1 基底样品的制备
            4.2.3.2 数据采集
    4.3 实验结果与讨论
        4.3.1 RNA基因组与蛋白外壳之间的相互作用具有序列依赖性
            4.3.1.1 poly(A) RN A与TMV衣壳蛋白自组装成像
            4.3.1.2 poly(A) RN A从蛋白外壳上解组装
        4.3.2 单宁酸对烟草花叶病毒中RNA从蛋白外壳上解组装的影响
            4.3.2.1 对烟草花叶病毒表面形貌的影响
            4.3.2.2 对RNA基因组与蛋白外壳之间结合强度的影响
            4.3.2.3 对RNA重新组装的影响
    4.4 本章小结
    参考文献
结论与展望
作者简历
博士期间发表的论文（含待发表）
博士期间参加的学术会议
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]硫酸钠诱导单链聚（N-异丙基丙烯酰胺）相变的单分子力谱研究[J]. 薛玉瑞,张文科.  化学学报. 2014(04)
[2]聚合物单分子力谱的研究进展[J]. 张薇,寇晓龙,张文科.  高等学校化学学报. 2012(05)
[3]单分子水平高分子相互作用的AFM成像与单分子力谱研究[J]. 张文科.  高分子学报. 2011(09)
[4]用水溶性四苯基乙烯基荧光探针检测ctDNA[J]. 金佳科,陈秀娟,刘一,秦安军,孙景志,唐本忠.  高分子学报. 2011(09)
[5]Self-assembly of anisotropic tobacco mosaic virus nanoparticles on gold substrate[J]. PENG Bo1,LIU NingNing2,LIN Yuan1,3,WANG LiMing1,ZHANG WenKe2,NIU ZhongWei3,WANG Qian3 ＆ SU ZhaoHui1 1State Key Laboratory of Polymer Physics and Chemistry,Changchun Institute of Applied Chemistry,Chinese Academy of Sciences,Changchun 130022,China 2State Key Laboratory of Supramolecular Structure and Materials,College of Chemistry,Jilin University,Changchun 130012,China 3Department of Chemistry and Biochemistry and Nanocenter,University of South Carolina,Columbia,SC 29208,USA Technical Institute of Physics and Chemistry,Chinese Academy of Sciences,Beijing 100190,China.  Science China（Chemistry）. 2011(01)
[6]分子靶标烟草花叶病毒外壳蛋白的结构生物学研究进展[J]. 李向阳,陈卓,杨松,宋宝安.  农药学学报. 2010(04)
[7]圆二色谱测定技术在小分子化合物与DNA相互作用研究中的应用[J]. 刘振佳,司伊康,陈晓光.  药学学报. 2010(12)
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[9]单分子力谱[J]. 张文科,王驰,张希.  科学通报. 2003(11)
[10]植物单宁—蛋白质相互作用的计算机模拟[J]. 陆忠兵,石碧,刘欣.  皮革科学与工程. 2001(04)

博士论文
[1]超分子体系稳定性的AFM单分子力谱研究[D]. 薛玉瑞.吉林大学 2014
[2]核酸与蛋白质相互作用的AFM单分子力谱研究[D]. 刘宁宁.吉林大学 2011
[3]大分子与小分子间相互作用的单分子力谱研究[D]. 刘传军.吉林大学 2007
[4]高分子界面吸附的单分子力谱研究[D]. 崔树勋.吉林大学 2004

硕士论文
[1]AFM微悬臂梁法向弹性系数标定技术[D]. 陈庆超.天津大学 2012



本文编号：3713556