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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:蔡欣曄
研究生(外文):HSIN YEH TSAI
論文名稱:離子種類與濃度對寡核酸鏈組5'-(AG)4T4(CT)4+5'-(TC)4與5'-(TC)4T4(CT)4+5'-(AG)4聚合穩定度的影響
論文名稱(外文):The Effects of Ions on Stabilities of Complexes 5'-(AG)4T4(CT)4+5'-(TC)4 and 5'-(TC)4T4(CT)4+5'-(AG)4
指導教授:靳宗玫
指導教授(外文):Tsung-Mei Chin
學位類別:碩士
校院名稱:中國文化大學
系所名稱:應用化學研究所
學門:自然科學學門
學類:化學學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2007
畢業學年度:95
語文別:中文
論文頁數:140
中文關鍵詞:髮夾式核酸三螺旋探針股目標股
外文關鍵詞:hairpin-type triplex formation
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中文摘要
髮夾式核酸三螺旋結構之生成在核酸序列辨識上具有多樣化的應用方式。本論文設計兩組去氧寡核酸鏈:探針股5'-d-(AG)4T4(CT)4、5'-d-(TC)4T4(CT)4分別作用在目標股5'-d-(TC)4與5'-d-(AG)4。在含有去氧寡核酸鏈之磷酸鹽緩衝溶液(pH 6.0)中,加入鹽類包括:Na2SO4、NH4Cl、NaCl、(NH4)2SO4、CH3COONa、HCOONa或MgSO4,並各配製成4種濃度(0.2 M、0.4 M、1.0 M、2.0 M)。本實驗內容將探討上述鹽類之正、負離子種類和濃度對核酸三螺旋結構及其相對應之雙螺旋結構穩定度的影響。核酸結構之穩定度係運用紫外光熔點測定分析,結果反映在熔點溫度之高低。
實驗結果顯示鹽類Na2SO4、NH4Cl、NaCl、(NH4)2SO4在濃度範圍(0.2 M ~ 2.0 M),鹽類濃度提高有助於髮夾式核酸三螺旋結構(5'-d-(AG)4T4(CT)4+5'-d-(TC)4)與(5'-d-(TC)4T4(CT)4+5'-d-(AG)4)的生成與穩定性增加。
在較低濃度(0.2 M ~ 0.4 M)且陰離子為SO42-之溶液中,陽離子加強核酸三螺旋結構(5'-d-(AG)4T4(CT)4+5'-d-(TC)4)與(5'-d-(TC)4T4(CT)4+5'-d-(AG)4)穩定度之趨勢呈現:Mg2+>NH4+>Na+,但在1.0 M ~ 2.0 M間則未有一致之趨勢。當陰離子為Cl-時,陽離子(0.4 M ~ 2.0 M)幫助三螺旋結構生成之趨勢亦呈現:NH4+>Na+。
在本實驗濃度範圍(0.2 M ~ 2.0 M),溶液中陽離子為Na+時,陰離子影響上述二種核酸三螺旋結構穩定度之趨勢為:SO42->Cl->HCOO->CH3COO-。在同濃度範圍,陽離子為NH4+時,陰離子增加三螺旋結構穩定度的效果亦為SO42->Cl-。
本實驗觀測到:髮夾式核酸三螺旋(5'-d-(TC)4T4(CT)4+5'-d-(AG)4)之三螺旋與雙螺旋熔點解離溫度幾乎相同,因此推論Hoogsteen氫鍵強度與Watson–Crick氫鍵之鍵強相彿。
本論文亦運用van't Hoff calculation 計算核酸三螺旋結構生成之熱力學變化,由計算結果得知:核酸三螺旋結構之自由能大小與結構穩定度為反向關係,亦即隨者結構穩定度增強(或熔點溫度升高),自由能變小。
ABSTRACT
The exploitation of hairpin-type triplex formation has been a versatile and rational approach to sequence-specific DNA recognition. In this thesis, two deoxyoligonucleotide probes 5'-d-(AG)4T4(CT)4 and 5'-d-(TC)4T4(CT)4 were designed to recognize the target strands 5'-d-(TC)4 and 5'-d-(AG)4, respectively. A variety of ionic compounds, including Na2SO4, NH4Cl, NaCl, (NH4)2SO4, CH3COONa, HCOONa and MgSO4 in a concentration range of 0.2-2.0 M, were tested in a phosphate buffer of pH 6.0 for the ability to modulate the structural stability of the triplexes 5'-d-(AG)4T4(CT)4+5'-d-(TC)4 and 5'-d-(TC)4T4(CT)4+5'-d-(AG)4, as well as their respective core duplexes. The structural stability were identified by UV thermal melting study and the Tm values were determined from the melting profiles.
Experimental results revealed that the Tm values of the triplexes 5'-d-(AG)4T4(CT)4+5'-d-(TC)4 and 5'-d-(TC)4T4(CT)4+ 5'-d-(AG)4 were elevated as the concentrations of ionic compounds Na2SO4, NH4Cl, NaCl or (NH4)2SO4 were increased from 0.2 M to 2.0 M.
In the sulfate solutions (0.2-0.4 M), the cationic effect on thermal stability of the above two triplexes showed an order: Mg2+ > NH4+ > Na+. However, it gave varied trends in the concentrations of 1.0-2.0 M. In the chloride solutions (0.4-2.0 M), the cationic effect was also shown NH4+ > Na+.
On the other hand, in sodium ion solutions (0.2-2.0 M), the anionic effect on stabilization of 5'-d-(AG)4T4(CT)4+5'-d-(TC)4 or 5'-d-(TC)4T4(CT)4+ 5'-d-(AG)4 followed an order: SO42- > Cl- > HCOO- > CH3COO-. In the same range of 0.2-2.0 M with the cation NH4+, the enhancement by SO42- was also more effective than that of Cl-.
It was observed that the triplex 5'-d-(TC)4T4(CT)4+ 5'-d-(AG)4 gave single melting temperature under conditions studied. Thus, the dissociation of the Watson-Crick domain and the Hoogsteen domain had almost the same Tm value.
Thermodynamic results by van't Hoff calculation appeared that free energy of the triplex decreased as the melting temperature increased.
總 目 錄
目次 頁次
總目錄 …………………………………………………. I
圖目錄 …………………………………………………. VI
表目錄 …………………………………………………...XVII
中文摘要 ………………………………………….. XXI
英文摘要 ……………………………………………. XXIII
第一章 序論 ……………………………………………….1
1-1 前言 ……………………………………………………1
1-2 核酸的基本結構 ………………………………………4
1-3 核酸雙螺旋結構 ………………………………………8
1-4 核酸三螺旋結構 ……………………………………..12
1-5 本論文研究動機 ……………………………………..15
第二章 核酸物理方法量測原理 ………………………...16
2-1 紫外光可見光吸收光譜的基本原理 …………..........16
2-2 核酸濃度的測定 …………………………………......18
2-3 核酸熔點溫度量測 ………………………………......20
第三章 儀器設備與藥品 ……………………………….....23
3-1 儀器 ………………………………………………….23
3-2 藥品與試劑 ………………………………………….24
第四章 實驗方法與步驟 ……………………………….....25
4-1 寡核酸鏈序列 ……………………………………….25
4-2 實驗條件與樣品製備 ……………………………….26
4-3 紫外光熔點實驗分析 .………………………………36
第五章 實驗結果與討論 ………………………………..30
5-1 鹽類濃度與種類對核酸三螺旋(AG4T4CT4+TC4)
結構定度的影響 …………………………………....30
5-1.1 硫酸鈉對核酸三螺旋(AG4T4CT4+TC4)結構穩定
度的影響 ………………………………................... 30
5-1.2 氯化鈉對核酸三螺旋(AG4T4CT4+TC4)結構穩定
度的影響 …………..………………………………. 34
5-1.3 甲酸鈉對核酸三螺旋(AG4T4CT4+TC4)結構穩定
度的影響 …………………………………………... 38
5-1.4 醋酸鈉對核酸三螺旋(AG4T4CT4+TC4)結構穩定
度的影響 ……………………………………..……. 42
5-1.5 硫酸銨對核酸三螺旋(AG4T4CT4+TC4)結構穩定
度的影響 ……..……………………………………. 46
5-1.6 氯化銨對核酸三螺旋(AG4T4CT4+TC4)結構穩定
度的影響 …………………………………………. ..50
5-1.7 硫酸鎂對核酸三螺旋(AG4T4CT4+TC4)結構穩定
度的影響 …………..………………………………. 54
5-2 離子對核酸三螺旋(AG4T4CT4+TC4)穩定度的影響 …………..………………………………..............59
5-2.1 在陽離子為鈉離子情況下,陰離子對三螺旋與雙
螺旋的影響 ..…..…………………………….….....59
5-2.2 在陽離子為銨離子情況下,陰離子對三螺旋與雙
螺旋的影響 ....……………………………….….....61
5-2.3 在陰離子為硫酸根離子情況下,陽離子對三螺旋
與雙螺旋的影響 …………………………………. 62
5-2.2 在陰離子為氯離子情況下,陽離子對三螺旋與雙
螺旋的影響 ……........…………………………......64
5-3 鹽類濃度與種類對核酸三螺旋(TC4T4CT4+AG4)
結構穩定度的影響 ………………………………. 66
5-3.1 硫酸鈉對核酸三螺旋(TC4T4CT4+AG4)結構穩定
度的影響 …………………………………………. 66
5-3.2 氯化鈉對核酸三螺旋(TC4T4CT4+AG4)結構穩定
度的影響 …………………………………………. 70
5-3.3 甲酸鈉對核酸三螺旋(TC4T4CT4+AG4)結構穩定
度的影響 …………………………………………. 74
5-3.4 醋酸鈉對核酸三螺旋(TC4T4CT4+AG4)結構穩定
度的影響 …………………………………………. 78
5-3.5 硫酸銨對核酸三螺旋(TC4T4CT4+AG4)結構穩定
度的影響 …………………………………………. 82
5-3.6 氯化銨對核酸三螺旋(TC4T4CT4+AG4)結構穩定
度的影響 …………………………………………. 86
5-3.7 硫酸鎂對核酸三螺旋(TC4T4CT4+AG4)結構穩定
度的影響 …………………………………………. 90
5-4 離子對核酸三螺旋(TC4T4CT4+AG4)穩定度的影響
……………………………………………………...... 95
5-4.1 在陽離子為鈉離子情況下,陰離子對三螺旋與雙
螺旋的影響 …….…………………………………. 95
5-4.2 在陽離子為氨離子情況下,陰離子對三螺旋與雙
螺旋的影響 …………………………………......... 97
5-4.3 在陰離子為硫酸根離子情況下,陽離子對三螺
旋與雙螺旋的影響 ..………………………………. 98
5-4.4 在陰離子為氯離子情況下,陽離子對三螺旋與雙
螺旋的影響 ……………………………..………....100
5-5 (AG4T4CT4+TC4)與(TC4T4CT4+AG4)的物性差
異比較 ..…………………………………………....100
5-5.1 架橋位置不同而產生不同的變化 ……………... 102
5-5.2 熱力學數據分析 ……………..…………………. 105
結論 ..……………………………………………………..109
參考文獻 ………………………………………………. ..114
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