电喷雾质谱研究高浓度下单分子G-四链体堆积和构型转化

【摘要】：在液相体系中,富含鸟嘌呤(G)的寡核苷酸序列可以结合单价离子形成G-四链体[1,2]。已有研究人员发现在高单链浓度(m M)和高离子浓度条件下(M)单分子G-四链体会形成特殊的高级结构[3]。现阶段我们利用电喷雾质谱(ESI-MS)研究DNA的非共价相互作用。通过质谱手段可以得到非常清晰的G-四链体相关的化学计量信息:如单分子或双分子四链结构信息、结合的单价离子的数量。实验中,选取序列两端均为G碱基的两条序列S1(GGGTGGGTGGGTGGG)、S2(GGGTGGGTTTTGGGTTTGGG)进行研究。S1、S2序列在正常的微摩尔级别单链浓度下(100μM)分别形成平行与反平行结构,其中S1还会形成双分子堆积的平行结构(如图1c所示)。将DNA单链浓度提高到0.5 m M后,保持铵离子浓度(100 m M)不变,可观察到形成多分子堆积结构(图1a、图1b),结合圆二色谱提供的信息,可确定S2序列出现了构型的转化,S2序列由低浓度下的单分子反平行结构转化为双分子平行堆积结构(图1d)。质谱研究G-四链体多分子结构的优势在于可以快速直接观察到化学计量的变化,将实验结果与其他研究手段结合相互印证后能够得到较确切的结构信息。