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1、激光拉曼光谱技术在生物分子DNA研究中的应用和进展专业：应用物理班级：1101姓名：董晓源学号：2011254040116指导教师：王保柱摘要:激光技术的兴起使拉曼光谱成为激光分析中最活跃的研究领域之一,已被广泛地用于物质成分的分析和分子结构的鉴定。本文综述了拉曼技术在DNA研究中近年来的最新进展,包括:DNA的常规拉曼光谱分析;DNA的激光共振拉曼光谱分析;DNA在金属表面或电极上吸附行为的表面增强拉曼光谱研究;DNA的傅立叶变换拉曼光谱研究等。并对拉曼光谱技术在DNA等生物大分子领域中的研究前景做了进一步的展望。关键词:拉曼光谱(Ramanspectroscopy);
2、DNA;应用TheApplicationandDevelopmentofRamanSpectroscopyonBiologicalMoleculeDNAAbstract:TheappearanceanddevelopmentoflasertechnologyhavemadeRamanspectroscopyoneofthemostattractiveresearchfieldsinanalysisusinglaser.Ramanspectroscopyhasbeenwidelyusedintheanalysisofmaterialcomponentsanddetectio
3、nofmolecularstructure.Inthisreview,somerecentadvancesofRamanspectroscopyonDNAaresummarized,includingtraditionalRamanspectroscopy,FouriertransformRamanspectroscopy,laserresonanceRamanspectroscopy,surface-enhancedRamanspectroscopyandsoon.Inaddition,wealsopredictedthefurtherapplicationanddev
4、elopmentofRamanspectroscopyonDNAandotherlargebiologicalmolecules.Keywords:Ramanspectroscopy;DNA(deoxyribonucleicacid);application目录1常规激光拉曼光谱分析1.1纤维态和水溶液状态DNA结构研究1.2酸碱变性、热变性及光或射线诱变DNA研究1.3金属离子、金属配合物及药物分子与DNA相互作用的研究1.4酶和蛋白质等生物分子与DNA的相互作用研究1.5抗癌药物与DNA相互作用研究1.6病毒中DNA的研究2激光共振拉曼光谱分析2.1抗癌药物等物质与D
5、NA作用研究2.2病毒中DNA研究3表面增强拉曼光谱分析3.1抗癌药物与DNA相互作用研究3.2药物等小分子与DNA的作用研究3.3基因芯片相关DNA研究4傅立叶变换拉曼光谱分析5结束语1常规激光拉曼光谱分析(TraditionalRamanSpectroscopy)常规激光拉曼对DNA的分析主要考虑其构型构像的变化、碱基的损伤、氢键的断裂以及单双链的断裂等。1.1纤维态和水溶液状态DNA结构研究双链DNA分子在水溶液中呈B型,纤维态多半呈A型。余多慰等发现水溶液中DNA的空间构像虽然以B型为主,但同时存在A型构像。鲱精DNA与小牛胸腺DNA、鲑精DNA具有同样的水合状态
6、,每核苷酸对含有9个~14个结合水分子。Benevides用拉曼光谱比较了d(CGCGTG)和d(CGCGCG)的晶体结构。发现碱基GT的失配对Z-DNA的构型没有明显的影响,两种晶体的结构仍为Z型的C3-内型-dG和C2-内型-dG。d(CGCGTG)和d(CGCGCG)在水溶液中都显示为B型DNA结构,但差异明显。d(CGCGTG)中的10个OPO基团只有6个是B型,其余的4个具有不平常的B型结构。d(GGGATCCC)2晶体一般形成A型DNA双螺旋,某些小片段可能是B型构像,但其水溶液中出现了B型DNA结构,因此八聚体是类似B型的构像。Poon等用拉曼光谱检测Tel
7、、TG等寡聚核苷酸组成的多链DNA时,发现Tel和TG聚合物具有相似的结构,大部分的碱基是C2内型反式构像。但两种复合物的骨架构型不同,TG比Tel复合物的骨架结构更稳定。TMiura等用拉曼谱研究了端粒DNA的溶液二级结构和核苷构像,发现单链和双链端粒DNA都显示了结构的多态性,其B型DNA中双螺旋是不均匀的。DNA的超螺旋在基因组的复制、重组、翻译、修饰和浓缩中非常重要。Serban等对超螺旋和线性质粒的拉曼谱进行了比较,发现它们的拉曼谱差异虽然较小,但非常明显,它们的骨架构像不完全一致,超螺旋中B型DNA规范的C2-内型
