生物分子结构及其弱相互作用的THz时域光谱研究

本项目利用THz时域光谱技术及国内首台基于飞秒加速器的THz光源装置，开展生物分子的有关结构和弱相互作用的研究。构建DNA甲基化研究模型，以甲基化为探针考察碱基修饰对核酸构象和碱基对间弱相互作用的影响及其在THz时域光谱上的反映。研究标识单个修饰碱基→CpG二核苷酸→不同长度和组成含CpG的寡聚核苷酸的THz时域光谱特征，重点比较它们在甲基化、去甲基化、单链、双链、药物掺杂和杂交等不同状态的THz光谱上的差异，分析和了解由结构、环境及弱相互作用改变引起核酸分子构象变化的动态过程。利用分子动力学和量子化学理论计算，探索THz谱与生物分子结构及低频振动模间的内在联系。在此基础上考察正常和肿瘤细胞DNA甲基化片段的THz时域谱特点，探讨THz时域光谱技术用于无标记肿瘤医学诊断的可能性。研究结果将在分子水平揭示生命过程重要环节的化学生物学基础，推进THz光源和技术在生命科学研究中的应用和深入。