溴化乙錠與DNA相互作用的光譜法研究

摘 要：文章對EB與DNA體系進行了光譜法研究，發現EB與DNA之間具有嵌插作用，同時也研究了EB與鳥嘌呤，EB與腺嘌呤體系的紫外光譜和熒光光譜，發現EB與鳥嘌呤，腺嘌呤不發生作用，再次說明了EB是嵌入DNA的雙鏈中，與單個堿基不作用。

關鍵詞：EB；DNA；鳥嘌呤；腺嘌呤；熒光光譜；紫外光譜

DNA是生命的遺傳物質，鳥嘌呤（G）與腺嘌呤（A）是DNA中的基本堿基成分。EB作為熒光探針是研究DNA的有力工具。光譜法是一種操作簡單、快速的分析方法，現已成為小分子與生物大分子研究中的主要方法。本文對EB與DNA、EB與G及EB與A體系的紫外和熒光光譜進行了研究。

1 實驗部分

1.1 儀器。RF-5301PC型熒光光譜儀（日本島津公司），Shimadzu UV-1700型分光光度計（日本島津公司），pHS-3C數字酸度計（杭州東興設備儀器廠），可調式移液器（上海大龍醫療設備公司）。

1.2 試劑。鮭魚精DNA（美國Sigma化學公司），EB（10 mg·mL-1）（長春寶泰克公司），鳥嘌呤和腺嘌呤（中國藥品生物制品檢定所）。

1.3 紫外光譜。所有的測定都是在pH=7.40磷酸鹽緩沖溶液（PBS-T）中進行。室溫時分別測定了EB存在和不存在兩種條件下的DNA、鳥嘌呤（G）與腺嘌呤（A）溶液的紫外光譜圖。掃描速率為442nm·min-1，掃描范圍為190～600nm，狹縫為1.5nm。

1.4 熒光光譜。在最大激發波長，適宜的掃描波長范圍的條件下，記錄不同濃度DNA、G、A加入到EB溶液時熒光譜圖的變化。激發和發射狹縫寬均為5nm。

2 結果與討論

2.1 紫外光譜。小分子吸收光譜的紅移（或藍移）和減色（或增色）效應是小分子嵌入到DNA中的顯著光譜特征[1]。圖1中的曲線（b）是EB的吸收光譜圖，最大的吸收峰在273與470nm處。當向該EB溶液中加入DNA后，發現EB的特征吸收峰發生明顯的紅移，且有減色現象。當DNA與EB的摩爾濃度是3.26：1時，EB在470nm處的吸收峰由470.08nm移動到479.28nm，紅移了9.2nm；且470nm處的吸光度值從0.079下降到0.060，下降了24.1%。從紫外光譜可以推斷，DNA與EB之間有嵌插作用。

當向EB溶液中加入鳥嘌呤（G）和腺嘌呤（A）后，發現EB的特征吸收峰的峰值和峰位沒有發生任何改變，可以推斷鳥嘌呤（G）和腺嘌呤（A）不與EB發生化學作用（見圖2）。

2.2 熒光光譜。DNA具有內源熒光，但它的內源熒光強度很小，不能直接進行研究[2]。在室溫條件下，DNA的熒光量子產率約為10-4～10-5。EB可以作為熒光探針，其本身的熒光強度也很小。當把EB加入到DNA中時，體系的熒光強度大幅度地增強[3]，如圖3。這是因為EB能平行地嵌入到雙鏈DNA的堿基對之間，在DNA雙螺旋內部的疏水環境中，EB的共扼平面芳香環受到一定程度的保護，減少了溶劑對它的碰撞而引起的熒光猝滅，從而使得EB的熒光強度增強。同時EB本身所帶的正電荷與DNA的磷酸基團所帶的負電荷存在著一定的靜電作用，對二者的結合有一定的貢獻。

向固定濃度EB的溶液中加入不同量的G（A），反應時間為15 min，觀察體系的熒光強度變化。結果表明，在只含EB的溶液中加入鳥嘌呤（G）與腺嘌呤（A），EB的熒光強度基本沒有發生改變，說明EB不與鳥嘌呤（G）與腺嘌呤（A）發生化學作用。

3 結束語

本文對EB與DNA體系進行了光譜法研究，發現EB與DNA之間具有嵌插作用，與單個堿基不作用。

參考文獻

[1]LONG E C， BARTON J K. Spectroscopic and electrochemical studies of the interaction between fuchsin basic DNA [J]. Account Chem. Res.，1990，23（9）：271-273.

[2]UDENFRIEND S， ZALTZMAN P. Fluorescence characteristics of purines， pyrimidines， and their derivatives： measurement of guanine in nucleic acid hydrolyzates [J]. Anal. Biochem.，1962，3：49-59.

[3]靳蘭，楊頻，李青山.熒光法研究手性金屬配合物與DNA的作用機理[J].高等學校化學學報，1996，17（9）：1345-1348.