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这项研究中，课题组首次解析了DNA序列d(GTTAGG)在Na+溶液中形成的三聚G-四链体液体核磁结构，该序列可以看作是人类或家蚕端粒序列的一部分。NMR清楚地证明了该G-四链体结构由3条碱基序列相同但各自又采用不对称构象的DNA链构成，含有2个边缘型loop，1个5端悬垂。在G-四链体核心部分中，3根G-column由常见的完整GG重复序列构成，而第4根G-column由其中两条链的5端单一G1碱基要经过回折，头对头拼接构成，两个G1之间形成了缺口界面。缺口界面上两个G1的糖苷键构型采用anti，而不参与核心结构形成的5端悬垂G1其糖苷键构型则采用syn。
此外，该研究还首次应用核磁共振中的ROESY实验验证了该三分子G-四链体结构与未折叠的单链组分之间存在秒级别的动态交换现象，证明了G-四链体的动态组装性质。结构多态性一直被认为是G-四链体折叠的固有特征，该工作的发现将使G-四链体结构种类更加多样化，为潜在的功能应用提供了基础。
合肥研究院博士研究生景海涛和付文强为论文第一作者，张钠为论文通讯作者。该研究获得了国家自然科学基金、国家重点研发计划项目等多个项目的支持。
图1 DNA序列d(GTTAGG)形成的三聚G-四链体示意图（PDB：6M05）
图2 动态组装的三聚G-四链体结构其3条构成链与未折叠链之间在NMR实验中呈现化学交换现象
研究团队单位：合肥物质科学研究院