生物分子相互作用的表征对于基础生物医学和基于亲和力的分析学都是至关重要的。通常情况下,生物分子相互作用的研究都是在近生理条件下进行的,没有考虑外界因素的影响。鉴于人体环境的复杂性,以及温度、金属离子、药物和酶等外界因素都可能干扰生物分子的相互作用。因此,有必要研究外界因素对生物分子相互作用的影响。从单分子水平上考察外界因素对生物分子相互作用的影响,有助于对外界因素影响下生物分子间结合机理和解离途径的解析。原子力显微镜(AFM)作为生物分子相互作用研究的强有力手段之一,不仅可以从单分子水平上解析生物分子识别过程,还可以为生物分子相互作用的研究提供解离动力学信息。因此,本论文利用原子力显微镜考察了利多卡因和脱氧核糖核酸酶I(DNase I)对生物分子相互作用的影响。具体内容如下:1.AFM研究利多卡因对C反应蛋白(CRP)与其识别探针相互作用的影响核酸适配体及抗体首先通过化学交联的方式分别与AFM探针相连,CRP通过物理吸附的方式固定在金膜表面,然后测量CRP经利多卡因处理前后其与核酸适配体及抗体的相互作用。结果发现,利多卡因基本上不会影响CRP与其核酸适配体及抗体的相互作用力值,但是会降低两者的成键率。CRP经利多卡因处理1 h后,其与核酸适配体的动力学力谱由两个线性区间变为一个线性区间,而其与抗体的动力学力谱仍保持一个线性区间。此外还发现温度基本不会改变利多卡因对CRP与其识别探针相互作用的影响。根据分子对接模拟结果推测:利多卡因与CRP结合后可能占据了其与识别探针相互作用的结合位点或形成了空间位阻效应,从而导致CRP与识别探针相互作用时成键率的降低。表面等离子体共振结果表明:利多卡因可以降低CRP与其识别探针的结合亲和力。根据同步荧光光谱结果推测:CRP-核酸适配体复合物解离途径、CRP与核酸适配体及抗体结合亲和力改变的原因可能是利多卡因影响了 CRP的构象。而利多卡因对CRP与核酸适配体相互作用的影响之所以不同于其对CRP与抗体相互作用的影响的原因可能是两者识别探针与CRP的解离途径、结合位点不同,以及结构不同所致。2、AFM研究DNase Ⅰ对天然DNA/cDNA及吗啉核酸(MO)/cDNA相互作用的影响分别将相同序列的MO探针及天然DNA探针固定在AFM探针上,通过Au-S键将互补DNA(cDNA)固定在金膜表面。利用AFM考察MO探针及天然DNA探针与其cDNA的相互作用,然后考察离子强度对两者相互作用的影响以及MO探针与天然DNA探针的碱基错配识别能力,再考察天然DNA探针及MO探针经DNase I处理前后其与cDNA的相互作用。结果发现:天然DNA探针与其cDNA相互作用的力值和成键率均低于同序列的MO探针与其cDNA相互作用的力值和成键率。动力学力谱结果表明:天然DNA探针及MO探针与其cDNA的动力学力谱均呈现两个线性区间,并且天然DNA探针及MO探针与其cDNA结合能力的强弱与两者外能垒差值的大小有关。随着离子强度的降低,MO探针及天然DNA探针与其cDNA相互作用的力值呈递减趋势,MO探针与其cDNA相互作用的成键率基本没有变化。但是当离子强度降至一定程度后,天然DNA探针与其cDNA的成键率明显降低。天然DNA探针与含碱基错配的核酸序列相互作用时力值会减小,成键率基本保持不变;而MO探针与含碱基错配的核酸序列相互作用时不仅力值减小,成键率还随错配碱基数的增多而降低。天然DNA探针经DNase I处理之后,其与cDNA相互作用的力值和成键率均有明显降低,而MO探针经DNase I处理之后,其与cDNA相互作用的力值和成键率均没有显著变化。总之,MO探针具有优于天然DNA探针的结合能力、抗酶切能力、离子强度依赖性和碱基错配识别能力,这可能是由于MO探针具有灵活的骨架结构和电中性所致。