结合AFM和电化学方法直接测量单分子配位力取得突破性进展

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科院长春应用化学研究所王宏达研究员研究组与echnical University of enmark的池其金副教授、张敬东副教授、ens Ulstrup教授研究组，以及瑞典的halmers University of echnology合作，应用AM力谱在单分子水平研究了过渡金属配位化合物中金属原子与配位分子Osmium terpyridine）之间的相互作用。其成果发表在《自然通讯》Nature ommunications， 2 OI： 8ncomms2）。

自从89年，Werner提出配位化学理论以来，配位化学就成为了化学学科的一个重要分支，被用于过渡金属配合物的研究。然而，如何在单分子水平操控和测量配位化学物中金属元素与配体之间的相互作用是一个极大的挑战。单分子技术的发展，尤其是单分子力谱的发展使得在单分子水平上研究分子间和分子内的相互作用提供了可能，获得一些传统的集群方法不能得到的重要信息。研究人员应用多学科的研究方法，以erpyridine与Osmium模板，结合AM力谱 、

电化学、扫描隧道显微镜（M）以及理论模拟等多种方法，系统地研究化学环境中的过渡金属配合物的作用力。本项研究不仅获得了单个配位力的大小（约 pN），而且发现金属原子的氧化还原态对金属配体之间的相互作用力有显著影响，从还原态到氧化态，配位力逐渐增大（还原态～8 pN，平衡态～ pN，氧化态～ pN）；应用密度泛函理论（ensity functional theory，）模拟也为实验数据提供了理论基础。

电化学控制下，高精密的单分子水平测定金属配位键断裂力是配位化学的重大突破。电化学与AM力谱结合的方法将推动配位化学的发展，成为研究金属配合物相互作用的新手段，从一个全新的角度理解配位键的物理化学本质。该工作得到国家自然科学基金、国家97项目、中科院“百人计划以及丹麦大学联盟等多项资助。

DNA甲基化（Methylcytosine，m）修饰是表观遗传学的重要组成部分，它在胚胎发育、基因印记以及人类肿瘤发生中起着重要作用。NA甲基化能引起NA构象、NA稳定性及NA与蛋白质相互作用方式的改变，对基因的时空表达具有调控作用。NA甲基化状态异常是引起肿瘤发生的重要因素。近几年在哺乳动物中新发现的羟甲基胞嘧啶（Hydroxymethylcytosine ，hm）除了作为NA去甲基过程中的中间产物，还被认为具有调控细胞生理功能的

作用。但是由于hm在一般细胞中含量低且检测手段有限，目前对于hm的研究主要还是集中在hm含量较高的干细胞和神经细胞。液相色谱质谱联用技术具有灵敏度高、特异性好等优点，但由于核酸中还存在大量的其它正常核苷，在质谱分析中，这些经常共洗脱的正常核苷会抑制hm的离子信号，降低其检测灵敏度。

武汉大学化学与分子科学学院袁必锋教授课题组建立了一种基于PELMM的检测hm的新方法：利用 噬菌体β葡糖基转移酶将尿苷二磷酸葡萄糖上的葡萄糖基特异性地转移到hm的位羟基上，形成糖基化的hm（gmd），显著的增加了hm亲水性；再利用氨基硅胶PE的亲水性选择性地富集gmd，质谱分析时可以排除其它核苷对hm的离子抑制，极大地提高了hm在质谱分析中的灵敏度。采用这一方法，该课题组成功的对人白血病urkat细胞以及多种酵母细胞NA中含量极低的hm进行了定量分析

此外，该课题组进一步制备了亲水毛细管整体柱，成功构建了在线富集毛细管整体柱液相色谱质谱联用的分析方法，实现了m和hm的同时高灵敏定量分析，m和hm的检测限（LO）分别达到6和9 fmol，可以从2 ng 人肝癌组织NA中检测到m和hm。利用该分析方法测定了8个肝癌组织和癌旁组织中m和hm的含量，发现肝癌组织中hm的含量比癌旁组织低～倍，且与癌症的不同分期有显著的相关性。该工作为深入研究hm生理功能提供了平台（lin hem 2 9： 8282）。