核黄素光敏损伤端粒DNA单链及端粒酶RNA亚基机理研究

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自 盟科荸迫展 第１卷 第１ ２ ８ 月 ８ 期 ０ 年１ ０
１ ２ 核 黄 素光 切割 Ｐ ５一 ． 末端 标 记 的 端 粒 Ｄ Ａ 单 Ｎ
链和端 粒酶 Ｒ Ａ亚 基模板 区的 Ｄ Ａ模 型 Ｎ Ｎ 能够捕 获 核 黄 素 与 核 苷 酸 或 Ｄ ＮＡ 反 应 生 成 的 Ｒｂ ．因而 ，可 依据 ４ｏ ｏＴＭＥ Ｏ 的 消 减 百 分 比 －ｘ — Ｐ 来 检 测 Ｒｂ 。 产 额 ，从 而 确 定。 与 系 列 端 粒 ＿的 Ｒｂ ＤＮＡ单 链 重 复 序 列 的 反 应 性 卜Ｈ ，表 现 为 反 应 ］ 性 随 Ｄ ．的降低 而增 高．如 图 １ 。 、表 １所示 ，系 列端 粒 Ｄ ＮＡ 单 链 （ ＧＧＧ ， ， １ ５ 与。 的反 ＴＡ Ｔ）２ ２ — ） Ｒｂ （— 应性 随重 复 序列 数 （ ） ｎ 的增 加 而 增 高 ，这 很 可 能是 由于 多嘌 呤 （ ＧＧ） 列 重 复 堆 积 导 致 端 粒 ＤＮＡ ＡＧ 序 单螺 旋 的电离 电位 随重 复 序列 数 （ ） ｎ 的增 大 而下 降 ， 其下 降趋 势与 系 列 多 鸟嘌 呤 （Ｇ 一 的 电离 电位 下 降 一 ）
化反应 ，从 而氧 化损 伤 生 物靶 分 子 ，这 称 之 为 光敏 氧化 Ｉ 反应 ．体 内和体 外 的研 究 结 果 均 表 明 在 型 ｊ ＵＶＡ 与可 见 光 激 发 下 ，核 黄 素 均 可 通 过 光 敏 氧化 反应 导致 细 胞 内 Ｄ ＮＡ、蛋 白质 和 其 他 生 物 分 子 损 伤 ，促使 细胞凋 亡 ． 前 期 的 Ｅ Ｒ 自旋 消 减 法 及 激 光 光 解 研 究 表 Ｓ 明 ，Ｒ 能够 在脱 氧 条 件下 以不 同 的反 应 速 率 夺 取 。ｂ 核 酸 中所 有核 苷酸 的 电子 ，因 而可 将 核 黄 素作 为 一
体 细胞 内几 乎检 测 不 到 ，但端 粒 酶 活 性 一旦 被 激 活 ，即可使 端 粒 Ｄ ＮＡ 长度 不 再 缩 短 ，细 胞 不 断 复 制 ，最终 导致细 胞 的永 生 化 并 形 成 肿 瘤．正是 由于 端粒酶活性 与肿瘤细胞 的这种特殊关 系 ，因而 ，近 年
１ 实 验 方 法
１ １ Ｅ Ｒ 自旋 消 减 法 检 测 Ｒ 与 系 列 端 粒 Ｄ Ａ ． Ｓ ｂ Ｎ 单链 重复序 列的 反应 性
用 Ｖａｉ 一１ （ ｒ ｎＥ １ ２ Ｘ波 段 ，１０ｋ ａ ０ Ｈｚ调 场 ，微 波 功率 ５ ｍＷ ，调 制 幅 度 １ Ｏ Ｅ Ｒ波 谱 仪 结 合 自旋 ． Ｇ） Ｓ 捕 集法对 核 黄 素光 敏 氧 化 系列 端 粒 Ｄ ＮＡ 单 链 重 复 序 列进行 测试 ．
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自 科荸建展 第１卷 第１ ２ ８ 月 蓝． ８ Ｎ 端粒 酶 Ｒ Ａ亚 基 机 理研 究 ＊ Ｎ
刘 玉侠 杜 富 强 林 维 真 一 屠 铁城 李 文 新 林 念 芸
种 内 源 性 强 氧 化 性 光 敏 剂 ｊ ，通 过 光 切 割 肿 瘤 细 胞
脊椎 动物 端 粒 ＤＮＡ 是 位 于 染 色 体 末端 富 含 鸟
嘌 呤 Ｇ 的 特 殊 ＤＮＡ 结 构 ， 由 高 度 重 复 的 （ ＡＧＧＧ） 序列 组 成ｕ ．研 究 表 明 ，核 糖 核 蛋 白 ＴＴ ， ２
高 的还 原 电位 ，使 其 极 易与 生 物分 子 发 生 单 电子 氧
２ ０ —４２ ０ ７０ —２收 稿 ，２０ —７１ ０ ７０ —９收 修 改 稿
＊ 国家 自然 科 学 基 金 （ 准 号 ：２ １ ３ ２ ） 上 海 市 科 委 光科 技 专 项 重 点 基 金 （ ２ ２ １ １ ） 助 批 ０３００和 ０２６０４资 ＊ 通信 作 者 ：Ｅ ｍａ ：ｌ ｗｅ ｈ ｎ ｓ ａ ． ｃ ｃ ＊ — ｉ ｉ ｉ ｅ＠ ｉ ｐ ａ．ｎ ｌ ｎ ｚ ｎ
中 国科 学 院 上 海 应 用物 理 研 究 所 核 分 析科 学 与技 术 研 究 室 ， 海 ２ １ ０ 上 ０ ８０
摘要
采用 电子 自旋 共振 （ Ｓ 消 减 法及 光 切 割 法对 核 黄 素激 发 三 重 态单 电子 氧 化寡 聚 核 苷 酸 Ｅ Ｒ）
的机 理进 行 了探 讨． 结 果 表 明 ：ＵＶＡ 光 照 下 ，作 为 内源 性 光敏 剂 的核 黄 素 能 够 高 效切 割 端 粒
Ｄ ＮＡ 单 链 及 端 粒 酶 Ｒ ＮＡ 亚 基 用 于 合 成 端 粒 ＤＮＡ 的 模 版 区 ， 从 根 本 上 阻 断 端 粒 酶 维 持 癌 细 胞 端 粒 Ｄ ＮＡ 长 度 的 反 转 录 过 程 ，促 使 癌 细胞 凋 亡 ．
关键 词
端粒 端粒酶 核黄素（ ｂ Ｅ Ｒ自旋消减法 激发三重态 Ｒ） Ｓ
酶一 端粒 酶 以 自身 携带 的 一段 Ｒ ＮＡ 亚 基 为模 版 合 成 端粒 Ｄ ＮＡ 并添加 到染 色体 的末 端口 ］ 。 ，以补足 在 细 胞 分裂 中丢 失 的端 粒 Ｄ ＮＡ 而 使 染 色体 保 持 稳 定 ． 端粒 Ｄ ＮＡ 具有 防止 染 色 体 末 端 重 组 、融 合 和 降 解 的功能 ．正常 体细 胞 内 由于存 在 着 “ 端 复 制 问 末 题” ，染 色体末 端 端粒 ＤＮ 随 着细 胞 分裂 次数 的增 Ａ 加 而逐 渐缩 短 ，最终 导 致 细胞 发 生凋 亡 或 死 亡 ， 因 此 人们 形象 地称 端粒 ＤＮ 为 “ Ａ 分子 钟 ” ．约 ９ 的 Ｏ
的端粒 Ｄ ＮＡ 单链及 端 粒酶 Ｒ ＮＡ 亚基 用于 合成 端粒 Ｄ ＮＡ 的模 版 区来 摧 毁 肿 瘤 细 胞 赖 以永 生 的 功 能 性 关 键序 列 ，促使癌 细 胞 凋 亡 ，这 将 开 拓 一个 为 治疗 肿 瘤并有别于传 统光动力疗法 的肿瘤光疗新 领域．
恶性肿 瘤细 胞 中都 表达 有 高 的端 粒 酶 活性 ，而 正 常
来关于端粒 和端粒酶 的研究 引起 了人 们的高度重视．
核 黄素 （ ） Ｒｂ 又称 维 生 素 Ｂ ， 以 自由态 或 共 轭 态广 泛存 在于 人体 各 种 器官 和各 类水 果 中 ，参 与 生 物体 内多种 重要 的生 理 过 程．研 究 发 现 ，由于 核 黄 素激 发 三重 态 （。 ｂ 的 量 子 产 额 很 高 ，加 之 较 Ｒ ）