核酸與蛋白質相互作用機理研究獲進展
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下一篇 2011-06-08 15:05:30
近期來自吉林大學的研究人員分別與清華大學和中科院等處的研究人員在高分子結晶態分子間相互作用和RNA與蛋白質間相互作用研究方面取得重要進展。所獲得的跨學科研究新成果公布在著名的國際期刊《美國化學會志》(J.
Am. Chem. Soc.)上,獲得了Nature Materials等多個雜志的推薦。
參與領導相關研究的是吉林大學超分子結構與材料國家重點實驗室張文科教授,其早年畢業于吉林大學化學系,之后曾在德國慕尼黑大學應用物理系,英國諾丁漢大學藥學院,英國諾丁漢大學生物分子科學中心進行學習工作,涉及面廣,對于化學,物理和生物學均有涉及,主要研究興趣包括利用分子生物學的手段和方法來合成與DNA復制有關的蛋白質,從單分子水平揭示復制過程發生的分子機理以及影響因素等多個方面。
近期其研究組與所蘇朝暉、王倩等合作,選取了煙草花葉病毒(TMV)為研究對象,利用單分子力譜方法研究了其基因組RNA與蛋白質外殼之間的相互作用。
對于核酸與蛋白質的相互作用機理的研究有利于實現對許多重要生命過程,如病毒感染及癌細胞生長的調控。而研究生物體系中核酸與蛋白質的相互作用對于準確揭示它們之間的作用機理更具實際意義,但長期以來由于難以找到適當方法獲得直接測量,使得此研究進展緩慢。
在這篇文章中,研究人員通過精細調控,將TMV顆粒以豎直方式固定在固體基片表面,然后利用AFM針尖與TMV內部的RNA之間的物理吸附作用,將RNA基因組從其蛋白質外殼中逐步提拉出來,直接測得了RNA從其蛋白質外殼上解組裝所需外力的大小。該解組裝力隨著拉伸速率的增加而增大,隨著pH值的增加而降低。研究還發現,解組裝的RNA在適宜條件下可以重新結合到其蛋白質外殼上。通過此研究他們將AFM單分子力譜方法拓展到復雜生物體系中核酸與蛋白質相互作用的研究中,同時有望將該技術應用到病毒感染機理的研究。
另外這一研究組還與清華大學張希教授合作,在國際上率先將原子力顯微鏡(AFM)的成像與單分子力譜巧妙地結合起來,建立了從單分子水平研究高分子單晶中聚合物鏈之間相互作用的方法。以末端含巰基修飾的聚氧乙烯(PEO)單晶為模型體系,先利用自晶種法從其稀溶液中制備出PEO單晶;接著利用金納米粒子與巰基之間化學吸附標記巰基末端,結合AFM成像來定位金納米粒子;再利用雙巰基修飾的
AFM針尖與特定的金納米粒子接觸,通過化學吸附形成橋連。他們利用這種方法成功地實現了高分子鏈從其晶體中的單分子拉伸,定量測量了高分子鏈間相互作用的強度。該研究拓寬了單分子力譜方法在高分子凝聚態研究中的應用,并可能用于單分子水平研究各種高分子的結晶行為。
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TAG: 核酸蛋白質