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石墨烯与抑癌基因p53 DNA片段相互作用的分子模拟与光谱学验证

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【作者】 吴惠丰张明兴李斐曹天贵李雪花赵建民

【Author】 Wu Huifeng;Zhang Mingxing;Li Fei;Cao Tiangui;Li Xuehua;Zhao Jianmin;Key Laboratory of Coastal Environmental Processes and Ecological Remediation of Chinese Academy of Sciences,Yantai Institute of Coastal Zone Research (YIC) ,Chinese Academy of Sciences;Functional Laboratory of Marine Fisheries Science and Food Production Process,Qingdao National Laboratory for Marine Science and Technology;University of Chinese Academy of Sciences;Key Laboratory of Industrial Ecology and Environmental Engineering,School of Environmental Science and Technology,Dalian University of Technology;

【机构】 中国科学院烟台海岸带研究所中国科学院环境过程与生态修复重点实验室青岛海洋科学与技术国家实验室海洋渔业科学与食物产出过程功能实验室中国科学院大学大连理工大学环境学院工业生态与环境工程教育部重点实验室

【摘要】 石墨烯(graphene,G)及其衍生物由于具有独特的理化性质,被广泛应用于能源、生物医学等领域,但尚缺乏其对生物体和环境潜在危害的研究。采用分子动力学模拟并结合光谱学方法(紫外可见吸收光谱、紫外变温实验及荧光光谱),分析了石墨烯与抑癌基因p53启动子区DNA片段(p53-DNA)间的相互作用,并探讨了相关作用机制。石墨烯的部分芳香环与p53-DNA碱基的芳香环之间存在π-π堆积作用,两者可以通过嵌插作用进行结合,同时还通过沟槽作用进一步结合。光谱实验进一步证实,在石墨烯作用下,p53-DNA的熔点(Tm)值升高,EB-DNA体系发生静态荧光淬灭,说明石墨烯能与p53-DNA结合;同时,p53-DNA与石墨烯结合后在260 nm处的吸光度升高,说明石墨烯对p53-DNA的双螺旋结构具有一定的破坏作用。上述研究结果从分子水平上分析了石墨烯与p53-DNA间的相互作用机制,有助于进一步阐明石墨烯的毒性作用机理。

【基金】 国家自然科学基金(41530642,21677173);中国科学院青年创新促进会资助(2017255)
【所属期刊栏目】 专论 (2017年03期)
  • 【分类号】X171.5
  • 【被引频次】1
  • 【下载频次】98
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