Sb与小牛胸腺DNA的相互作用及驱动机制

作     者：张靖雲 胡霞 姚琴 岑忠倩 孙瑗忆 李慈兴 杨爱江 

作者机构：贵州大学资源与环境工程学院 喀斯特地质资源与环境教育部重点实验室 贵州喀斯特环境生态系统教育部野外科学观测研究站 

出 版 物：《化学通报》 (Chemistry)

年 卷 期：2024年

学科分类：083002[工学-环境工程] 0830[工学-环境科学与工程（可授工学、理学、农学学位）] 081704[工学-应用化学] 07[理学] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 09[农学] 0903[农学-农业资源与环境] 070302[理学-分析化学] 0703[理学-化学] 0713[理学-生态学] 

基　　金：贵州省教育厅科技创新团队项目(黔教基056) 贵州大学科研创新团队项目(贵大科创团05号)资助 

主　　题：锑 小牛胸腺DNA 遗传毒性 沟槽结合 分子动力学 

摘      要：锑（Sb）是一种常见的污染物，其在环境中常以Sb3+和Sb5+的形态存在。Sb3+毒性较Sb5+更强，且会对多种生物的DNA造成损伤，但其与DNA的直接结合模式和结合驱动机制并不清楚。本研究通过多光谱学（包括紫外吸收光谱、荧光竞争取代、圆二色谱分析等）结合分子动力学（MD）技术，详细测定了Sb3+与DNA的相互作用。结果表明，Sb3+通过沟槽模式与DNA结合，对DNA的粘度、变性温度及结构产生了轻微影响。根据热力学规律，Sb3+与DNA的结合主要受静电作用力驱动，Sb3+-DNA复合物荧光猝灭机制为静态猝灭，存在至少一个结合位点，结合常数约为104L·mol-1，显著高于大多数碱土金属。MD模拟验证了上述实验结果，展示了Sb3+能够稳定结合在DNA小沟槽的G-C碱基富集区，平均距离为2.4?。在整个MD过程中，静电作用的存在时间均大于98%，均方根偏差（RMSD）保持在3.5?以下，DNA的二级蛋白结构域并未发生严重破坏。本研究揭示了Sb3+与DNA直接相互作用的机制，为其有害作用研究及抑制手段提供了科学依据。