光谱法研究苯甲酸钠与DNA的体外作用

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摘 要
采用紫外、荧光光谱的分析方法，研究了苯甲酸钠与小牛胸腺DNA的体外相互作用。实验结果没有发现苯甲酸钠和DNA之间存在能够明显影响两者各自的紫外光谱或荧光发射光谱性质的相互作用。表明在体外苯甲酸钠未对DNA的构象有明显的影响，也未对DNA中各种碱基有明显作用。
关键词 ：DNA 苯甲酸钠 紫外光谱 荧光光谱
Abstract
Research on the in vitro interaction between DNA and benzoic acid by spectroscopic spectra was carried out. The DNA solution and the benzoic acid solution of different concentration were mixed (pH=7.40, PBS buffer), then the interaction between DNA and benzoic acid was detected by the fluorescene and UV spectrograph after one hour water bath (37.0 oC). We did not find distinct changes at the characteristic peaks of DNA, 260 nm in UV spectrum and 585 nm in fluorescene spectrum (excitation wavelength is 365.0 nm). From the spectra (Figure 1~4) we may draw to the point that there is no obvious chemical effect of benzoic acid on the N-base groups of DNA.
Keywords: DNA; benzoic acid; UV spectrograph; fluorescene.
1．前言
测定小分子 与核酸相互作用的亲和力及键合选择性，有利于阐明小分子与核酸的选择键和作用以及理解其键合机理，有利于进一步探讨小分子的结构与核酸作用模式及其生物活性之间的关系。实验发现，有一些小分子与核酸只有弱作用力，但对核酸产生一定作用，进而对复制、遗传和代谢产生一定的影响，涉及到这一领域的研究还很少[1].
紫外-可见分光光度法和荧光光谱法是研究小分子 与核酸相互作用机理的最常用、最方便的方法。许多小分子与核酸结合后，核酸或小分子的吸收光谱或发射光谱会发生变化。对光谱的这些变化进行分析处理，可获得大分子的构象的变化情况，甚至可获得一些热力学数据[2]。
苯甲酸钠是常用的食品添加剂 ，在世界各国均被广泛使用，尤其在我国。现在普遍认为苯甲酸无毒，但由于苯甲酸钠使用的广泛性，它涉及每个人的生命，对它的方方面面不断进行研究是很有必要的。另外，苯甲酸钠也作为药物大剂量使用，用来治疗氮代谢异常。因此对苯甲酸钠的毒性研究，特别是和生物大分子作用的研究仍是非常重要的。
本文利用紫外-可见分光光度法及荧光光谱法，对体外苯甲酸钠与DNA的相互作用进行了研究。
2．实验部分
2．1 仪器与试剂
仪器：日本岛津RF-540荧光光度计，美国Cary-1E紫外-可见分光光度计 ， 日本岛津UV-240紫外-可见分光光度计，CS501型超级恒温槽（重庆试验设备厂）。
试剂：小牛胸腺DNA（>99%，北京百泰生化技术公司），苯甲酸钠（PhCOONa，分析纯），其余试剂是分析纯或分析纯以上品质。TEN缓冲溶液（10 mM Tris-HCl / 1 mM EDTA / 2 mM NaCl, pH=7.4），磷酸盐缓冲溶液(KH2PO4 / Na2HPO4, pH=7.4).
2. 2 荧光光谱法测定PhCOONa对DNA构象的影响
保持DNA浓度恒定（10 μg/mL），改变PhCOONa浓度，在TEN缓冲溶液中配制一系列样品（pH=7.4），在37 ℃温浴1小时。自然冷却至室温后，分别加入荧光探剂溴化乙锭(EB)至终浓度为20 μg/mL。放置30 min后用日本岛津RF-540荧光分光光度计进行测量。测定条件为：激发波长360.0 nm；激发狭缝5nm；发射狭缝5 nm；DNA-EB发射峰位在589 nm。
2．3 荧光光谱法测定DNA对PhCOONa的影响
保持PhCOONa浓度恒定（2.77 mg/mL），改变DNA浓度，在PBS缓冲溶液中配制一系列样品（pH=7.4），在37 ℃温浴1小时。自然冷却至室温后，用日本岛津RF-540荧光分光光度计进行测量。测定条件为：激发波长282.0 nm；激发狭缝5 nm；发射狭缝5 nm。
2．4 紫外可见分光光度法测定PhCOONa对DNA的影响
保持DNA浓度恒定（70.0 μg/mL），改变PhCOONa浓度，在PBS缓冲溶液中配制一系列样品（pH=7.4），以相应的不含DNA的溶液做参比。 所有样品和参比于37 ℃温浴1小时后，自然冷却至室温，采用5 mm样品池, 用日本岛津UV-240紫外可见分光光度计进行测量。