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富含鸟嘌呤(G)的核酸序列能形成G-四链体结构，在生理过程，病理过程以及纳米原件等方面G-四链体结构都行使了重要功能，G-四链体结构是富含鸟嘌呤核酸序列经过折叠形成多个G-quartet层面叠加的结构，序列组成一般包括四段Gn(n≥3)的G-tract。在本研究中，通过硫酸二甲酯保护实验(dimethyl sulfate footprinting，DMS footprinting)，圆二色光谱实验(circular dichroism spectroscopy，CD)，DNA热稳定性实验以及紫外交联实验证实由一段G2和三段G3组成的富含鸟嘌呤(G-rich)核酸序列能形成一种新的G-四链体结构。该结构的某一末端G-quartet层面有单个鸟嘌呤(G)缺口，GTP或者GMP的鸟嘌呤通过与缺口结构的鸟嘌呤形成Hoogsteen氢键，能填补G缺口并形成完整的G-quartet，G缺口填补后结构的稳定性增强。实验发现，动物细胞或者细菌细胞中的GTP浓度水平能有效地影响带缺口G-四链体(G-Vacancy-bearing G-quadruplex，GVBQ)结构的稳定性，并且通过该结构能有效地降低DNA聚合酶的进行性，预示其能进一步影响细胞的活动。生物信息学分析发现该结构序列在进化上以独有的分布特点出现在原核生物和真核生物基因组中表达调控区域。细胞内广泛地存在着鸟嘌呤衍生物，所以GVBQ在体内形成后就能对环境中的鸟嘌呤及其衍生物有无，以及其浓度变化进行应答，从而实现对环境刺激产生分子水平的应答。我们的这一发现不仅拓宽了G-四链体结构序列组成的定义，更重要的是揭示了一种非经典的G-四链体结构类型及其功能特性。另一方面，GVBQ能通过填补G缺口调节结构稳定性，这将是一个很特别的药物作用靶点，这为针对G-四链体的药物设计提供了新方向。