石墨烯与抑癌基因p53 DNA片段相互作用的分子模拟与光谱学验证

吴惠丰, 张明兴, 李斐, 曹天贵, 李雪花, 赵建民. 石墨烯与抑癌基因p53 DNA片段相互作用的分子模拟与光谱学验证[J]. 生态毒理学报, 2017, 12(3): 243-250. doi: 10.7524/AJE.1673-5897.20170104001
引用本文: 吴惠丰, 张明兴, 李斐, 曹天贵, 李雪花, 赵建民. 石墨烯与抑癌基因p53 DNA片段相互作用的分子模拟与光谱学验证[J]. 生态毒理学报, 2017, 12(3): 243-250. doi: 10.7524/AJE.1673-5897.20170104001
Wu Huifeng, Zhang Mingxing, Li Fei, Cao Tiangui, Li Xuehua, Zhao Jianmin. Studies on the Interaction between Graphene and p53-DNA by Molecular Dynamics Simulations and Spectroscopic Methods[J]. Asian Journal of Ecotoxicology, 2017, 12(3): 243-250. doi: 10.7524/AJE.1673-5897.20170104001
Citation: Wu Huifeng, Zhang Mingxing, Li Fei, Cao Tiangui, Li Xuehua, Zhao Jianmin. Studies on the Interaction between Graphene and p53-DNA by Molecular Dynamics Simulations and Spectroscopic Methods[J]. Asian Journal of Ecotoxicology, 2017, 12(3): 243-250. doi: 10.7524/AJE.1673-5897.20170104001

石墨烯与抑癌基因p53 DNA片段相互作用的分子模拟与光谱学验证

    作者简介: 吴惠丰(1977-),男,研究员,研究方向为生态毒理学和计算毒理学,E-mail:hfwu@yic.ac.cn
  • 基金项目:

    国家自然科学基金(41530642,21677173);中国科学院青年创新促进会资助(2017255)

  • 中图分类号: X171.5

Studies on the Interaction between Graphene and p53-DNA by Molecular Dynamics Simulations and Spectroscopic Methods

  • Fund Project:
  • 摘要: 石墨烯(graphene, G)及其衍生物由于具有独特的理化性质,被广泛应用于能源、生物医学等领域,但尚缺乏其对生物体和环境潜在危害的研究。采用分子动力学模拟并结合光谱学方法(紫外可见吸收光谱、紫外变温实验及荧光光谱),分析了石墨烯与抑癌基因p53启动子区DNA片段(p53-DNA)间的相互作用,并探讨了相关作用机制。石墨烯的部分芳香环与p53-DNA碱基的芳香环之间存在π-π堆积作用,两者可以通过嵌插作用进行结合,同时还通过沟槽作用进一步结合。光谱实验进一步证实,在石墨烯作用下,p53-DNA的熔点(Tm)值升高,EB-DNA体系发生静态荧光淬灭,说明石墨烯能与p53-DNA结合;同时,p53-DNA与石墨烯结合后在260 nm处的吸光度升高,说明石墨烯对p53-DNA的双螺旋结构具有一定的破坏作用。上述研究结果从分子水平上分析了石墨烯与p53-DNA间的相互作用机制,有助于进一步阐明石墨烯的毒性作用机理。
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出版历程
  • 收稿日期:  2017-01-04

石墨烯与抑癌基因p53 DNA片段相互作用的分子模拟与光谱学验证

    作者简介: 吴惠丰(1977-),男,研究员,研究方向为生态毒理学和计算毒理学,E-mail:hfwu@yic.ac.cn
  • 1. 中国科学院烟台海岸带研究所 中国科学院环境过程与生态修复重点实验室, 烟台 264003;
  • 2. 青岛海洋科学与技术国家实验室 海洋渔业科学与食物产出过程功能实验室, 青岛 266237;
  • 3. 中国科学院大学, 北京 100049;
  • 4. 大连理工大学环境学院 工业生态与环境工程教育部重点实验室, 大连 116024
基金项目:

国家自然科学基金(41530642,21677173);中国科学院青年创新促进会资助(2017255)

摘要: 石墨烯(graphene, G)及其衍生物由于具有独特的理化性质,被广泛应用于能源、生物医学等领域,但尚缺乏其对生物体和环境潜在危害的研究。采用分子动力学模拟并结合光谱学方法(紫外可见吸收光谱、紫外变温实验及荧光光谱),分析了石墨烯与抑癌基因p53启动子区DNA片段(p53-DNA)间的相互作用,并探讨了相关作用机制。石墨烯的部分芳香环与p53-DNA碱基的芳香环之间存在π-π堆积作用,两者可以通过嵌插作用进行结合,同时还通过沟槽作用进一步结合。光谱实验进一步证实,在石墨烯作用下,p53-DNA的熔点(Tm)值升高,EB-DNA体系发生静态荧光淬灭,说明石墨烯能与p53-DNA结合;同时,p53-DNA与石墨烯结合后在260 nm处的吸光度升高,说明石墨烯对p53-DNA的双螺旋结构具有一定的破坏作用。上述研究结果从分子水平上分析了石墨烯与p53-DNA间的相互作用机制,有助于进一步阐明石墨烯的毒性作用机理。

English Abstract

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