中文摘要
解旋酶是一种生物分子马达，利用水解ATP的能量将DNA解旋。解旋酶在生命过程中起重要作用，并且与人类一些重大疾病密切相关，例如癌症、早老症等。我们在已有的研究基础上，深入开展了DNA与解旋酶RecQ的相互作用动力学研究。揭示解旋酶的作用机制、解旋过程动力学、四级结构的影响等。我们采用的研究手段包括软物质物理实验室已经建立的单分子荧光显微技术、Stopped-flow快速反应动力学系统、原子力显微镜(AFM)以及单分子荧光共振能量转移(FRET)技术。利用这些现代物理学及化学技术，我们系统测量了RecQ与DNA的相互作用时间，RecQ在对DNA的解旋过程中取向的变化，RecQ的解旋速度，RecQ水解ATP的时间过程等。还结合生物技术定量观察和测量了点突变、溶液环境等对这些动力学过程的影响。从而在分子的层次上定量分析和了解了DNA与解旋酶的微观相互作用机理。发表了多篇高影响因子的学术论文，其中《Nucleic Acids Research》（影响因子6.878）3篇。
英文摘要
Helicase is a biological molecular motor which unwinds double strand DNA through hydrolysis of ATP. Helicase plays an important role in the process of life and related to some serious human disease, such as cancer and premature. Based on our previous works, we studied the interaction kinetics between DNA and RecQ helicase, to reveal the mechanism of helicase action, the unwinding dynamics, the effect of quaternary structure, etc. The methods we used for the study include single-molecular fluorescence microscopy that we had built in the Laboratory of Soft Matter Physics, the stopped-flow fast reaction kinetics system, AFM and single-molecular fluorescence resonance energy transfer technique. With these contemporary physical and chemical techniques, we systematically measured the interaction time between RecQ and DNA, the directional variation of RecQ during the unwinding process to DNA, the unwinding speed of RecQ, the time process of ATP hydrolysis by RecQ, etc. Combined with biological techniques, we also quantitatively analyzed the effect of point mutation, the effect of solution environment, and so on to the kinetic process. In general, this research quantitatively analyzed and revealed the interaction mechanism between DNA and helicase.
结题摘要
解旋酶是一种生物分子马达，利用水解ATP的能量将DNA解旋。解旋酶在生命过程中起重要作用，并且与人类一些重大疾病密切相关，例如癌症、早老症等。我们在已有的研究基础上，深入开展了DNA与解旋酶RecQ的相互作用动力学研究。揭示解旋酶的作用机制、解旋过程动力学、四级结构的影响等。我们采用的研究手段包括软物质物理实验室已经建立的单分子荧光显微技术、Stopped-flow快速反应动力学系统、原子力显微镜(AFM)以及单分子荧光共振能量转移(FRET)技术。利用这些现代物理学及化学技术，我们系统测量了RecQ与DNA的相互作用时间，RecQ在对DNA的解旋过程中取向的变化，RecQ的解旋速度，RecQ水解ATP的时间过程等。还结合生物技术定量观察和测量了点突变、溶液环境等对这些动力学过程的影响。从而在分子的层次上定量分析和了解了DNA与解旋酶的微观相互作用机理。发表了多篇高影响因子的学术论文，其中《Nucleic Acids Research》（影响因子6.878）3篇。