本人博士阶段的主要工作是搭建了单分子荧光共振能量转移技术的实验系统,并借助此平台和快速停留方法对解旋酶的工作机制和DNA双链分子的稳定性进行了若干研究。　　 解旋酶通过水解NTP实现其构象变化和定向移动以打开双链DNA(RNA),大多数解旋酶需要一定长度的单链尾链来帮助其与双链DNA底物结合。之前的研究表明较长的单链尾链有助于提高解旋酶的工作效率,这是因为结合在较长单链上的附加的解旋酶分子不仅可以阻止已经解旋的单链部分DNA重新退火,还可以代替与DNA过早分离的解旋酶继续工作。我们发现并研究了E.coli RecQ解旋酶在解旋过程中的分子间相互抑制效应。在单分子荧光共振能量转移实验中,我们发现在酶浓度饱和的情况下,具有较长单链尾链的DNA底物使解旋反应的开始时间向后推迟。同样,使用快速停流装置完成的单转换和多转换实验中,对于较长单链尾链的DNA底物,解旋酶浓度的增加降低了DNA的解旋效率。另外,AMPPNP与DNA和RecQ的预先混合在一定程度上减轻了RecQ分子间的相互抑制。我们认为,这种相互抑制效应来自于远离DNA底物单双链岔口的解旋酶以一种类似挤压的方式强制关闭了DNA单双链岔口处解旋酶分子两个RecA型结构域间的ATP结合位点使其因为不能水解ATP而无法运动。该效应为RecQ解旋酶工作过程中两个RecA型结构域间的相对运动提供了直接的证据。理论上讲,这种解旋酶的相互抑制效应广泛的存在于超家族Ⅰ和超家族Ⅱ中具有两个RecA型结构域的各种解旋酶。　　 我们还利用单分子荧光共振能量转移方法研究了DNA双链在弱激光场下的稳定性,并提出了一种通过激光控制定点打开DNA双链的物理办法。连接在石英表面的DNA同时受到弱激光场和快速机械力的作用。实验表明,发生变性的DNA分子的比例在一定范围内与激光功率成正比,且与机械力的大小相关。为了解释实验现象,我们为DNA分子创建了基于二维晶格的唯象模型,并对实验过程进行了实时模拟。模拟结果与实验结论得到了互相验证。本课题的进一步研究还将为使用激光相关方法研究DNA解旋酶机制的工作提供有意义的信息。