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G-四联体是DNA的二级结构,由富含鸟嘌呤(G)序列的DNA通过Hoogsteen氢键连接而成。G-四联体可以与氯化血红素(hemin)结合,形成具有过氧化氢酶活性的DNA模拟酶。这种模拟酶可以催化H2O2与ABTS(2,2-氨基-二(3-乙基-苯并噻唑啉-6-磺酸))的反应,生成的产物具有特征的绿色并在λ=422nm处有特征吸收。本论文利用此种模拟酶的反应并结合荧光探针的方法探讨了具有催化活性的G-四联体构型；设计开发了新的检测Ag+,Hg2+的方法,此方法也可用于其他金属离子的检测。
CatG4(5-TGGGTAGGGCGGGTTGGGAAA)为含有连续四个G序列的核苷酸链,在离子的作用下可以折叠成G-四联体。结合其紫外吸收,利用荧光熔点法和圆二色光谱法(CD),以及荧光值的比较,我们考察了在三种不同离子条件下(100mM KCl/100mM NaCl/1.6mM KCl+0.8mM MgCl2),具有催化能力的CatG4的G-四联体构型。发现CatG4在100mM KCl和1.6mM KCl+0.8mM MgCl2这两种离子条件下,折叠成分子内平行结构的G-四联体,且有很强的催化作用；在100mM NaCl的条件下,折叠成分子内反平行的结构,表现出很弱的催化作用。
在CatG4的基础上,我们设计了检测Ag+和Hg2+的方法。据报道,Ag+和胞嘧啶(C)可以结合形成C-Ag+-C的金属碱基配对,使错配的C-C碱基更稳定,而Hg2+和胸腺嘧啶(T)可以形成T-Hg2+-T的金属碱基配对,使错配的T-T碱基更稳定。利用此原理我们设计了两条核苷酸链,一条为CatG4的加长型,含有连续的G序列可以形G-四联体,另一条链与其部分互补。在没有Ag+或Hg2+存在时,两条链互补,破坏G-四联体的形成；在Ag+或Hg2+存在的条件下,C-Ag+-C或T-Hg2+-T金属碱基配对,有助于G-四联体的形成,形成的G-四联体和hemin结合使整体具有催化能力。由于Ag+也可以和半胱氨酸上的巯基结合,因此,该方法还可用来定量检测半胱氨酸。