基因蛋白调控核酸复制过程的动力学研究

脱氧核糖核酸DNA是生物遗传的主要物质基础，生物机体的遗传信息以密码的形式编码在DNA分子上，并通过DNA的复制由亲代传给子代。基因蛋白具有检查DNA损伤点、调控DNA复制等生物功能。临床医学研究表明，基因蛋白p53能够通过阻止癌细胞DNA的复制抑制肿瘤细胞的生长。研究p53等基因蛋白对DNA复制过程的调控作用以及调控反应的动力学过程，对于探讨基因治疗的基础理论有着重要的科学意义。本项目运用荧光共振能量转移技术，研究基因蛋白p53与不同序列组成的DNA的相互作用过程，从时间分辨荧光光谱获得两者相互作用的热力学和动力学参数，检测作用过程中DNA结构的变化，结合分子动力学模拟的计算结果，探讨p53基因调控DNA复制的动力学机理。研究结果将为基因治疗研究提供理论依据。

基因蛋白p53具有检查修复DNA损伤点、监视基因组的完整性等生物功能，能够通过调控DNA复制的方式抑制肿瘤、癌症等疾病的发生。研究p53蛋白与DNA相互作用的机理对于探讨基因治疗的基础理论具有重要的科学意义。本课题运用瞬态荧光光谱、荧光偏振、荧光共振能量转移、时间飞行质谱以及分子动力学模拟等理论和实验方法，研究并阐述了p53蛋白调控DNA复制的机理：p53蛋白通过碱性氨基酸残基以氢键、范德华力、静电作用力等弱相互作用力与DNA双螺旋的大沟和小沟结合，改变DNA的构型，从而影响DNA链的复制；p53蛋白与DNA复合物的二级和三级结构对两者的相互作用有重要影响，当肽链中存在稳定的螺旋结构时碱性氨基酸残基的支链易于形成分子间的相互作用。研究成果为p53等基因蛋白作为抗癌药物的研究和应用提供了理论和实验依据。