基于DNA折纸界面上IgG抗体结构生物学的研究

摘要

本文利用 DNA折纸作为反应平台，解决抗体在液相中界面吸附困难的问题，利用 AFM高分辨的单分子检测手段探究抗体 IgG的结构生物学。DNA折纸是由一条单链 M13mp18 viral DNA链为主链，200多条―订书钉‖链分别与其配对形成的DNA纳米结构。根据 DNA序列及位置，我们可以进行纳米搜索与定位，将地高辛修饰在选定订书钉链的位置，通过抗原抗体特异性分子识别反应，获得由 DNA折纸和抗原-抗体组成的一种“超级纳米结构”。在含有一定浓度的Mg2+缓冲液体系中，携带较多负电荷的DNA纳米结构，通过正负电荷的作用，与云母衬底表面产生较强的吸附效果。由于抗体与 DNA折纸是连接在一起的，借助 DNA折纸良好的的界面吸附能力，抗体也固定于云母表面，为获取抗体的高分辨图像和研究抗原-抗体分子识别提供了可能。
　　本文工作主要包含以下两个方面：
　　1）为了研究近生理环境下抗体的精细结构，克服了抗体构象因界面吸附取向带来的成像难题。利用 DNA折纸精确的纳米定位方法，将抗体 IgG“捆绑”在DNA折纸上：在折纸的边缘设计位点并修饰多个地高辛分子，每两个邻近分子为一组，让抗体与之充分反应。在室温、液体环境下获得具有典型 Y形特征的单个抗体分子的高分辨图像，并得到抗体亚分子结构的高度，长度等信息。
　　2）为了研究抗原-抗体相互作用机理，抗体臂展与抗原排布之间的规律，在DNA折纸外缘设计位点修饰多个地高辛分子，相邻两个分子为一组，让抗体与之充分反应，研究抗体分子单价结合和双价结合时的形态表现和效率。与上个实验不同的是，调控并改变相邻抗原位点的间距，使抗体结合抗原后表现出抗体臂展的差异，主要表现在角度的不同，并做了初步统计。

目录

声明

引言

1.1原子力显微术

1.1.1显微镜的发展简史

1.1.2 AFM原理

1.1.3 AFM的生物学应用

1.2抗原-抗体分子识别

1.2.1抗原-抗体反应

1.2.2抗体结构的AFM成像进展

1.3 DNA折纸术（DNA origami）

1.3.1 DNA纳米技术

1.3.2 DNA折纸术

1.3.3 DNA折纸术的应用

引言

2.1实验材料与仪器

2.2实验设计

2.3实验步骤

2.4实验结果

2.4.1修饰地高辛的DNA折纸的AFM检测

2.4.2结合在三角形折纸上的地高辛IgG的AFM高分辨图像

2.4.3“折纸—抗体Ⅰ—抗体Ⅱ”的超级复合纳米结构的AFM观测

2.5.实验讨论与分析

引言

3.1实验材料与仪器

3.2实验设计

3.3实验步骤

3.4实验结果及讨论

4总结与展望

参考文献

附录

致谢