仿生核孔手性选择性传输DNA研究开题报告
2020-10-12 20:53:08
1. 研究目的与意义(文献综述)
核孔复合体是指镶嵌在核孔上的一种复杂的结构。它由约30种核孔蛋白组成的细胞内最大的复合体。作为细胞核的"阀门",它的主要作用是调节细胞核与细胞质间的分子转运,可参与基因表达、调控遗传物质合成等各种生理过程。因此,研究核孔调控生物大分子传输具有非常重要的意义。而我们知道手性是生命体的固有属性,对手性选择性作用的研究,有助于进一步的探索生物体的结构。那么手性是否会影响dna通过核孔传输呢?基于此,我们提出了本课题:研究手性 选择性对dna传输的影响。
由于生命体系较为复杂,位于核膜上的蛋白质孔的不稳定性极大的限制了其的实际研究和应用。因此,我们考虑利用仿生的策略构建人工的核孔复合物来模拟其传输性质。随着近年来纳米材料制备技术的飞速发展,人工纳米通道由于具有结构稳定、可设计性强、修饰表征方便等优点而得到了广泛的研究。takayama课题组利用弹性材料制备出可调控弹性纳米通道材料,通过作用压力来改变通道的截面积大小,从而实现了纳米通道的对外力的相应。江雷课题组通过对纳米通道的表面化学改性,实现了ph、光、温度等外场相应的纳米孔道。
此外,在研究生物孔道对物质的选择性传输性能方面,人工合成的仿生纳米孔道也有巨大的实际用途。比如在纳米单通道单分子或者大分子的检测方面,通过穿孔电流的检测、分析甚至可以辨别出dna或者蛋白质的不同基团和不同构象。
2. 研究的基本内容与方案
2.1研究(设计)的基本内容
由于核孔复合物的主要成分为核孔蛋白,而研究发现核孔蛋白上含有苯丙氨酸-甘氨酸位点,因此我们通过设计构建手性苯丙氨酸柱[5]芳烃修饰的纳米通道来模拟核孔复合物,通过动力学监测考察手性纳米孔传输dna的状况,来研究手性对dna传输的影响。
2.2研究目标
3. 研究计划与安排
第一~三周:查阅文献,调研,完成开题报告;
第四~五周:了解课题背景,熟悉课题内容;
第六周:准备实验材料;
4. 参考文献(12篇以上)
[1]s.w.kowalczyk, l. kapinos, t. r. blosser, t. magalhaes, p. nies, r. y. h. lim, c. dekker, single-molecule transport across an individual biomimetic nuclear pore complex. nature nanotech. 6, 433-438 (2011).
[2]m. eibauer, m. pellanda, y. turgay, a. dubrovsky, a. wild, o. medalia, structure and gating of the nuclear pore complex. nat. commun.doi: 10.1038/ncomms8532 (2015).
[3]a. hoelz, e. w. debler, g. blobel, the structure of the nuclear pore complex. annu. rev. biochem. 80, 613–643 (2011).