【摘 要】
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纳米孔是20世纪发展起来的一种单分子分析手段,具有快速、低成本、非荧光标记等优势,能够在单分子水平获取待测分子的组成、结构、尺寸、电荷等特征信息。基于此,本论文将α-溶血素生物纳米孔作为分析手段,研究了序列改变对i-motif结构形成以及稳定性的影响,为单分子水平分析DNA二级结构提供了新技术;基于核酸适配体特异性识别,建立了一种无需标记、简单快速的氨苄青霉素检测新方法。1.基于α-溶血素纳米孔的
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纳米孔是20世纪发展起来的一种单分子分析手段,具有快速、低成本、非荧光标记等优势,能够在单分子水平获取待测分子的组成、结构、尺寸、电荷等特征信息。基于此,本论文将α-溶血素生物纳米孔作为分析手段,研究了序列改变对i-motif结构形成以及稳定性的影响,为单分子水平分析DNA二级结构提供了新技术;基于核酸适配体特异性识别,建立了一种无需标记、简单快速的氨苄青霉素检测新方法。1.基于α-溶血素纳米孔的i-motif结构单分子分析i-Motif是由富含胞嘧啶的序列折叠形成的DNA二级结构,主要存在于人类基因组的调控区域,具有重要的调控作用。本文利用α-溶血素自组装形成纳米孔,分析DNA序列改变对i-motif结构形成以及稳定性的影响。结果表明,三个碱基的胞嘧啶束长度是稳定i-motif结构的临界点,随着胞嘧啶束长度的增加,相应序列形成的i-motif结构越来越稳定。改变loop环序列或loop环长度不影响i-motif结构的形成,但改变了结构的稳定性。同时利用分子动力学模拟获得所有序列的空间结构。进一步推测了i-motif结构的折叠规律,结合生物信息学手段,在人类基因组中搜索到上万条可能折叠成i-motif结构的序列,其中8.76%存在于启动子区,表明这些结构可能发挥重要的调控作用,为深入分析i-motif的生物学功能奠定了基础。2.基于α-溶血素纳米孔的氨苄青霉素检测基于核酸适配体特异识别,设计了基于DNA的分子探针,与氨苄青霉素特异性结合后形成DNA1-AMP复合物,与纳米孔相互作用产生高度特征性的阻断电流信号,信号频率与浓度呈现良好的线性关系,实现了氨苄青霉素的快速灵敏检测。将所建立的方法应用于复杂水样品中抗生素的分析,表现出良好的选择性。
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