譚 江，李亦舟，周 江

(1.重慶大學藥學院，重慶 400030；2.北京大學化學與分子工程學院，北京 100871)

核酸是由核苷酸單體組成的生物大分子，是生物體重要的遺傳物質，其結構具有多樣性的特點，除了能夠形成經典的DNA雙螺旋結構[1]、RNA發(fā)卡結構[2]外，還可以形成諸如G-四鏈體[3]、i-motif[4]、Z-DNA[5]等非典型的高級結構。G-四鏈體最早由Davies等[3]在對鳥嘌呤核苷酸凝膠結構進行X射線衍射實驗中發(fā)現，其結構是富G核酸序列的G堿基之間通過Hoogsteen氫鍵首先形成G-四分體平面，再由2層及以上的G-四分體通過π-π鍵堆疊而成。因G-四鏈體在癌基因的調控與表達過程的重要作用，引起了研究者們極大的興趣。在人體內有許多可能形成G-四鏈體的富含鳥嘌呤的核酸序列，這些富G序列主要存在于端粒、基因啟動子區(qū)及功能基因組等區(qū)域[6-10]。目前，G-四鏈體已經成為癌癥等相關疾病的重要靶標，同時還在化學不對稱催化[11-14]、生物傳感器[15-18]等相關領域被深入研究。

G-四鏈體結構與性質的研究方法較多，如表面等離子體共振(surface plasmon resonance, SPR)[19-20]、圓二色光譜(circular dichroism, CD)[21-24]、差示掃描量熱法(DSC)[25-26]、X射線晶體學(X-ray)[27-29]、核磁共振(nuclear magnetic resonance, NMR)[30-32]等，但是大多存在核酸樣品用量大、數據不直觀、操作復雜等局限性[38]。而質譜因其靈敏度高、準確度高、樣品量少、分析速度快的特點，已成為研究G-四鏈體及G-四鏈體與小分子配體之間的非共價相互作用不可或缺的工具[33-43]。

1 G-四鏈體形成、結構的質譜研究

1.1 G-四鏈體的形成與結構特征

1993年，Smith等[37]利用電噴霧質譜在乙二胺四乙酸和磷酸鈉溶液中觀察到G-四鏈體的存在。后來，Pauw等[33]在H2O-CH3OH-NH4OAc體系條件下進一步開展了G-四鏈體結構的質譜研究，發(fā)現G-四鏈體序列與NH4+的結合峰可作為判斷G-四鏈體平面層數的依據，示于式(1)：

NG-四分體平面層數-1=N銨離子的個數

(1)

Yuan等[39]同樣利用電噴霧質譜研究了四鏈體 DNA的形成性質，發(fā)現XGGGGX序列(X=T, A, C)會自組裝形成單純的四鏈體，而不是雜鏈四聚體，并且再次通過質譜驗證了中心配位的銨離子數目為 G-四分體平面層數減1。此外，G-四鏈體自身的序列變化乃至堿基突變對自身的二級結構影響也非常重要。周江等[44]采用電噴霧質譜(ESI-MS)和圓二色譜法研究了Kras基因G-四鏈體在部分堿基突變的構象轉變，堿基突變使得G-四鏈體的結構構象發(fā)生變化，穩(wěn)定性明顯降低。

1.2 中心陽離子對G-四鏈體形成的影響

G-四鏈體可以由DNA、RNA、LNA和PNA通過靜電引力相互作用形成，但形成G-四分體平面的內側氧負離子會造成靜電排斥作用，一般會導致形成的G-四鏈體結構穩(wěn)定性差、多態(tài)性增加。而加入合適的陽離子恰巧能夠中和G-四鏈體腔體內的負電荷，提高G-四鏈體結構的穩(wěn)定性。Smith等[37]通過ESI-MS首次觀察到K+、Ca2+、Na+和Li+對d(CGCG4GCG)4G-四鏈體的結合情況，隨后報道了NH4+、K+、Na+、Ca2+、Mg2+、Ba2+、Pb2+等陽離子與G-四鏈體結合的質譜研究，且這些結果在大多數情況下與通過核磁共振獲得的結果相近。其中，大多數陽離子都能起到穩(wěn)定G-四鏈體結構的作用，然而并不是所有陽離子都能夠穩(wěn)定G-四鏈體。研究發(fā)現，陽離子對G-四鏈體的穩(wěn)定能力主要與陽離子的半徑、陽離子與鳥嘌呤O6的結合強度，以及陽離子水和自由能有關[45-46]。通常，陽離子對G-四鏈體的穩(wěn)定性表現為Sr2+>Ba2+>K+>Ca2+>Na+、NH4+、Rb+>Mg2+>Li+≥Cs+。陽離子除了能夠穩(wěn)定G-四鏈體外，不同的陽離子還可能誘導G-四鏈體形成不同的結構類型。Lu等[47]通過ESI-MS和CD發(fā)現，PW17 G-四鏈體能夠在同一體系條件下與Pb2+和K+競爭結合并形成不同構型的G-四鏈體。此外，陽離子濃度也可能影響G-四鏈體的結構類型。例如，在Na+低濃度條件下，PW17 G-四鏈體形成反平行結構；而在Na+高濃度條件下，則形成雜合G-四鏈體結構。

1.3 pH值對G-四鏈體形成的質譜研究

G-四鏈體結構的形成與穩(wěn)定除了與陽離子有關外，還與溶液pH值有關。Yuan等[48]通過設置3種不同NH4OH/NH4OAc/AcOH的緩沖溶液，研究了溶液酸堿性對Bcl-2 G-四鏈體[d(G3CGCG3AG2A2G5CG3)]形成及質譜檢測的影響。在NH4OAc緩沖溶液條件下，通過ESI-MS檢測到自由纏繞的單鏈DNA以及分子內的G-四鏈體基峰，纏繞的DNA單鏈離子峰的相對強度為基峰的70%。在堿性溶液中，G-四鏈體DNA的離子峰仍為基峰，但是自由纏繞的DNA單鏈離子峰的強度有所增加。然而，與中性條件和堿性條件不同之處是，在酸性條件下(pH 4.0)的ESI-MS譜圖中只觀察到G-四鏈體的分子離子峰，但信號強度相對減弱，幾乎看不到自由纏繞的DNA單鏈離子峰的存在。這表明，雖然堿性條件下不利于分子內G-四鏈體的形成，但酸性條件也會抑制帶負電荷DNA的質譜信號，不利于G-四鏈體的質譜檢測。因此，通常選擇接近生理條件pH 7.4的NH4OAc緩沖溶液作為質譜研究G-四鏈體的溶液條件。

1.4 與質譜兼容的有機溶劑對G-四鏈體形成的影響

在G-四鏈體的質譜分析過程中，通常需要向樣品溶液中添加一定比例的揮發(fā)性有機溶劑以發(fā)揮去溶劑化作用，并提高G-四鏈體檢測的信噪比。目前已報道的用于G-四鏈體ESI-MS分析的常用有機溶劑有甲醇[49-52]、異丙醇[53-54]、乙腈[55]等，但有機溶劑對提升G-四鏈體的檢測能力各不相同。通常情況下，有機溶劑的去水合作用越強，其誘導能力越顯著，越有利于G-四鏈體的檢測。Gabelica等[56]研究發(fā)現，當與ESI-MS兼容的有機溶劑(甲醇、乙醇、異丙醇、乙腈)加入到含有端粒DNA序列(d(TAGGGTTAGGGT))的NH4OAc水溶液中，除了會增加二聚體G-四鏈體的形成速率和穩(wěn)定性，還能夠使其從反平行結構向平行結構轉變。另外，Yuan等[57]在對miR-1587 G-四鏈體的研究過程中發(fā)現，常見的3種有機溶劑去水合作用及分子擁擠效應的順序為：甲醇>乙醇>乙腈。而在這3種高濃度有機溶劑條件下，并不能促使miR-1587形成單鏈的G-四鏈體，而是促使miR-1587形成二聚G-四鏈體，并且分子擁擠試劑的去水合作用越強，其誘導能力越顯著。此外，該課題組還發(fā)現，提高有機溶劑的比例雖然有利于miR-1587形成G-四鏈體，但是過高的G-四鏈體濃度會影響G-四鏈體的結構轉換和解離。因此，合適濃度的有機溶劑和富G核酸序列對G-四鏈體的質譜檢測非常重要。

1.5 類生理條件下G-四鏈體的研究

G-四鏈體作為非典型的核酸二級結構，表現出重要的結構多態(tài)性，不同的結構可能與其功能密切相關。因此，研究生理和病理條件下G-四鏈體的真實結構，對于了解相關致病機理及以G-四鏈體為靶標的前藥篩選極為重要。但是，生理條件下的G-四鏈體處在高濃度的KCl和NaCl中，而要通過質譜實現類生理條件下G-四鏈體結構與性質以及小分子配體的篩選研究，首先要克服KCl、NaCl對G-四鏈體的檢測和數據質量的影響。目前，通常采用離子半徑與K+接近的揮發(fā)性NH4+(NH4OAc)模擬高濃度KCl、NaCl條件，然而NH4OAc中的G-四鏈體比KCl溶液中G-四鏈體的穩(wěn)定性更差、多態(tài)性更強。同時，NH4+還易與磷酸基團進行特異性結合，導致譜圖復雜性增加，與生理狀態(tài)下G-四鏈體的真實結構存在較大差異[58]。因此，該條件不能真實反映G-四鏈體在細胞環(huán)境內的真實構型。對此，Gabelica等[58]開發(fā)了與ESI-MS 兼容的TMAA+KCl緩沖體系，用于ESI-MS研究G-四鏈體在生理條件下的拓撲結構，與等效的NH4OAc相比，TMAA+KCl混合物通過抑制G-四鏈體外部的非特異性加合物從而降低譜圖復雜性，有利于形成與生理狀態(tài)下高濃度KCl和NaCl(生理相關陽離子)類似的拓撲結構。此后，Richter等[59]檢測了TEA/HFIP+IPA+KCl體系下K+與G-四鏈體的結合狀態(tài)，相比于TMAA/KCl體系，能夠在不影響生理折疊的情況下提高對G-四鏈體的檢測靈敏度及有序性(相比于NH4OAc，KCl的多電荷峰消失)，實現對亞微摩爾級別G-四鏈體和小分子配體復合物的分析。最近，Bartlett等[60]采用九氟叔正丁醇(NFTB)和辛胺(OA)體系進行了G-四鏈體的質譜研究，相比于含六氟異丙醇(HFIP)和三乙胺(TEA)的傳統流動相組合，能夠進一步降低NH4OAc-CH3OH-H2O條件下G-四鏈體的質譜圖復雜性，提高對G-四鏈體的靈敏度，有望用于KCl條件下G-四鏈體拓撲構型的研究。

1.6 G-四鏈體的碰撞-解離行為

研究G-四鏈體在質譜條件下的碰撞解離行為，可以進一步了解其在氣相條件下與配體以及陽離子的結合比例及穩(wěn)定性。2002年，Thomas等[61]首次通過質譜CAD碎裂模式研究G-四鏈體及其小分子配體的結合。此后，Mazzitelli等[62]發(fā)現，具有不同鏈數量和不同結構的G-四鏈體在CAD碰撞模式下會產生不同的斷裂途徑。在一定的能量碰撞情況下，四條鏈組成的G-四鏈體會被解離成三鏈和單鏈，相應核酸序列的堿基也會存在不同程度掉落的情況，而雙鏈組成的G-四鏈體主要通過前體離子的鳥嘌呤堿基丟失而僅存在部分解離。此外，在三條鏈組成的G-四鏈體CAD譜圖中觀察到更低的單鏈分離比例。這表明，四鏈體的不同序列或方向可能會影響G-四鏈體的碎裂途徑。

Yuan等[63]發(fā)現，3種對Bcl-2 mRNA G-四鏈體具有高結合親和力的天然生物堿(兩面針堿、黃藤素和麻黃堿)會導致G-四鏈體不同碰撞解離現象。在低能量狀態(tài)下，G-四鏈體及其配合物在較低的碰撞能量下均丟失NH4+。當碰撞能量增加時，復合物中堿基的丟失比小分子丟失更容易，這表明，生物堿分子與mRNA G-四鏈體之間的非共價結合作用較強，并不是依靠簡單的靜電吸附發(fā)生結合。近期，Lee等[64]觀察到Na+一種有趣的碰撞誘導解離行為，其特征是在低能量狀態(tài)下優(yōu)先同時丟失2個G配體，在碰撞激活Na+結合的G-四分體時，可以輕松產生中性氫鍵二聚體，再次豐富了對G-四鏈體結構及性質的認知。

2 RNA G-四鏈體結構的質譜研究

RNA G-四鏈體是細胞內主要的非常規(guī)RNA二級結構，具有重要的生物學和病理學作用，受到研究者們的重視[65-72]。Kim等[73]最早在大腸桿菌中發(fā)現長度為19個堿基的RNA片段能夠形成G-四鏈體結構，隨后又陸續(xù)報道了在mRNA、長鏈非編碼RNA和端粒末端中存在RNA G-四鏈體。與DNA G-四鏈體結構不同的是，RNA為單鏈結構，主要存在于細胞質中，不存在像DNA一樣的雙鏈競爭平衡，能夠穩(wěn)定存在于細胞結構中，可以更直接地參與很多生理過程。因此，探索RNA的高級結構對解釋諸多關鍵生物學過程尤為重要。

在常規(guī)條件下，DNA一般可形成3種不同的G-四鏈體構型，但是RNA由于呋喃糖環(huán)上2’-羥基的存在限定了糖苷鍵的取向，增加了RNA G-四鏈體與水分子以及分子內作用力，使RNA G-四鏈體通常只能形成熱穩(wěn)定性更高的正平行結構[74-77]。因此，在電噴霧質譜實驗中，RNA G-四鏈體通常表現為較低加和電荷的現象，一般為2～4電荷，而長鏈序列電荷一般為5～11。通常，RNA G-四鏈體能夠被小分子穩(wěn)定并調控，從而達到抑制致病基因表達的目的。Richter等[78]通過質譜、CD等儀器手段研究發(fā)現，HIV-1核衣殼蛋白NCp7能夠結合并展開HIV-1 RNA G-四鏈體促進DNA/RNA雙鏈體形成，從而允許逆轉錄進行。但小分子配體的加入卻阻礙逆轉錄過程在逆轉錄酶和NCp7的作用，這種新的機制將為研制抗HIV-1藥物提供一定的幫助。另外，RNA容易發(fā)生二聚現象。Yuan等[57]在對miR-1587與小分子配體的質譜研究中發(fā)現，miR-1587可以在較高濃度NH4+和分子擁擠環(huán)境的誘導下形成上下堆疊的二聚G-四鏈體結構，并能夠與2種藥根堿衍生物按照1∶2的比例結合，但藥根堿本身不能夠誘導miR-1587形成G-四鏈體二聚結構。此外還發(fā)現[79]，與miR-1587具有相同序列的DNA-1587和dU-DNA-1587均不能形成二聚G-四鏈體結構，說明RNA G-四鏈體發(fā)生二聚可能會受到陽離子、核苷酸、小分子配體等多種因素的影響。Li等[80]利用電噴霧電離質譜與圓二色光譜發(fā)現，與乳腺癌相關的miR-92a啟動子區(qū)域的富含G序列能夠在KCl或NH4OAc溶液中形成平行的G-四鏈體結構。在高濃度NH4OAc情況下，ESI-MS顯示具有4個銨離子的二聚G-四鏈體結構的峰。

此外，通常需要使用退火處理以解開RNA的其他二級結構，從而使RNA G-四鏈體的結構更偏向于單一結構，但也存在少數情況[81-83]。例如，Xu等[84]借助NMR、CD和ESI-MS等儀器，發(fā)現含有8-溴鳥苷修飾的人類端粒RNA 序列形成反平行結構的RNA G-四鏈體。這些研究增加了我們對于RNA G-四鏈體結構性質更深層次的了解。

3 G-四鏈體配體分子的質譜篩選

篩選高親和力和選擇性結合誘導G-四鏈體形成并穩(wěn)定G-四鏈體的配體小分子對于相關疾病的治療具有重要的意義，目前已有文獻報道通過G-四鏈體小分子配體調控癌癥基因的表達[85-86]。質譜在非共價相互作用的檢測方面具有高靈敏度、高準確度，并可獲得化學計量比等優(yōu)勢，因此廣泛應用于G-四鏈體的小分子識別研究。根據G-四鏈體的特征來看，G-四鏈體與小分子可能的結合位點包括：G-四鏈體平面、G-四鏈體中心通道、側鏈堿基、磷酸骨架及其臨近溝區(qū)等[87]。因此，將G-四鏈體配體分子按照其結構特征以及作用力類型的方式分為3類[88-89]：1) 平面堆疊結合的分子；2) 溝區(qū)結合分子；3) 側鏈結合分子。

3.1 配體分子結合親和力的質譜算法

配體對G-四鏈體的親和力和選擇性可以根據質譜中G-四鏈體及其結合離子峰強度的特定參數進行評估。為了評價小分子配體與G-四鏈體的結合能力，常使用參數IRa值定義小分子配體與G-四鏈體結構結合能力的強弱[33,48]，示于式(2)：

IRa=ΣIr[G+nP]m-/

ΣIr[G+nP]m-+ΣIr[G]m-

(2)

其中，m為電荷數，n為結合小分子的個數。分子部分表示G-四鏈體與小分子配體復合物所有譜峰的相對強度之和，分母部分表示所有包含G-四鏈體峰的相對強度之和。因此，IRa值表示所有結合占總G-四鏈體的比例，該值越大，表示G-四鏈體-小分子配體復合物的比例越高，即G-四鏈體與小分子配體的親和力越強。根據這一評價算法，后續(xù)就可以利用質譜對配體小分子的結合親和力進行評價。

3.2 高親和力配體分子的質譜篩選

目前已報道的G-四鏈體配體分子大多屬于平面堆疊結合小分子，其母核包括喹啉、吖啶、蒽醌等芳香基團，主要以π-π鍵與G-四鏈體的G-四分體平面相互作用。Yuan等[38]利用電噴霧質譜法研究了端粒G-四鏈體、雙鏈DNA與二萘嵌苯類衍生物(Tel03)、PyPyPyγImImImβDp、ImImImβDp等小分子之間的相互作用，首次在同一體系中檢測到小分子對雙鏈、G-四鏈體DNA特異性的識別，發(fā)現Tel03分子與端粒G-四鏈體的結合最強，且有特異的選擇性識別。質譜圖中同時顯示出多種核酸結構及相應結合物的峰，凸顯了質譜的化學專一性。Yuan等[48]還利用前述IRa質譜算法研究了7種小分子與bcl-2序列四鏈體之間的親和性強弱順序, 并找出了2個能夠引起四鏈體與雙鏈 DNA轉化的小分子。

3.3 高選擇性配體分子的質譜篩選

在平面結合的分子基礎上，加入能夠增強配體分子結合力、選擇性和親水性的正電荷或易于質子化的氨基團等親水基團，可以增強溝區(qū)或側鏈區(qū)的靜電力、氫鍵或范德華力。例如，Neidle等利用質譜發(fā)現，TMPy4[90]、BSU6039[91]、四取代萘酰亞胺分子能夠與d(TAGGGTTAGGG)2G-四鏈體的平面進行堆疊以及與側鏈結合。當配體小分子的共軛平面大于雙鏈中互補堿基對的平面時，會增加小分子配體與G-四分體的π-π堆疊作用，使G-四鏈體的穩(wěn)定性增加，同時實現對G-四鏈體的選擇性識別。Carla等[92]利用ESI-MS與XRD對人類端粒DNA G-四鏈體與具有平面結構、帶有正電荷以及具有芳香基團的[Au(9-methylcaffein-8-ylidene)2]+形成的復合物進行表征，發(fā)現[Au(9-methylcaffein-8-ylidene)2]+能夠在雙螺旋DNA存在下選擇性地結合DNA G-四鏈體結構。Alessandro等[93]通過ESI-MS對3種不同的G-四鏈體結構(人類端粒重復序列的寡核苷酸HTelo21、2種人類致癌基因啟動子c-myc、c-kit)、雙鏈DNA(DK66)與苯并吡喃類生物堿塔斯品堿及其合成類似物的非共價相互作用進行研究，發(fā)現塔斯品堿對人類端粒重復序列HTelo21和雙鏈寡核苷酸DK66具有不同化學計量比的結合。這一研究展示了質譜技術在化學計量比確定方面直觀、準確的特性。

Yuan等[94]在具有旋光異構的分子對N-myc G-四鏈體識別的質譜研究中發(fā)現，當DNA樣品與粉防己堿配體分子的濃度比為1∶4時，可以觀察到N-myc G-四鏈體結合1個和2個粉防己堿分子的G-四鏈體復合物峰，最終結合2個配體分子的復合物峰為基峰，幾乎無法觀測到不結合小配體分子的G-四鏈體峰。在相同的實驗條件下，異粉防己堿與N-myc G-四鏈體結合峰的相對強度較弱，在50%以下，不結合配體分子的N-myc G-四鏈體為基峰。實驗結果表明，配體小分子的旋光異構性對其與G-四鏈體的結合有著重要影響。

當配體分子骨架具有一定柔性，其分子結構與G-四鏈體不規(guī)則溝區(qū)相匹配時，也會增大結合選擇性。例如，Li等[95]在利用質譜對c-myc G-四鏈體的研究中發(fā)現，雙芐基異喹啉類生物堿——粉防己堿和防己諾林堿能夠選擇性地與c-myc G-四鏈體的單堿基螺旋槳側鏈形成中等尺寸的溝區(qū)進行結合，同時具有顯著的G-四鏈體/雙鏈DNA選擇性和平行鏈/雜交鏈G-四鏈體選擇性。此外，粉防己堿還能夠誘導端粒G-四鏈體序列發(fā)生構象轉變。另有報道發(fā)現，偏端霉素A也能夠與d(TGGGGT)4 G-四鏈體的溝區(qū)進行結合[96]，而芳香族化合物diamidine DB832與特殊的G-四鏈體結合時[97]，會有2個小分子堆疊在G-四鏈體平面上，此外還會有3～4個分子結合在該G-四鏈體的溝區(qū)。Yuan等設計了1個環(huán)狀分子cβ，利用質譜驗證其可以高選擇性地識別c-myb原癌基因G-四鏈體[98]。理論計算顯示，cβ環(huán)狀分子是在大溝區(qū)與c-myb 四鏈體側鏈部分以氫鍵相互作用。

4 其他用于G-四鏈體構象分析的質譜技術

常規(guī)的質譜技術很難確定G-四鏈體的構型，將傳統質譜與其他技術聯用將有助于G-四鏈體結構的解析，包括H/D交換質譜法(HDX-MS)、紅外多光子解離質譜法(IRMPD-MS)、離子淌度質譜法(IM-MS)等。

4.1 H/D交換質譜

盡管氫-氘交換質譜已被廣泛用于分析蛋白質的結構和動力學[99]，但該技術用于G-四鏈體結構與性質分析的報道較少。理論上，寡核苷酸上的H/D交換可能包含以下幾個交換位點：核糖的5’-和3’-羥基末端、核糖的2’-羥基末端、磷酸基團、以及堿基的氨基和亞氨基。因此，H/D交換可用于G-四鏈體的結構分析。研究表明[100]，DNA G-四鏈體在三甲基乙酸銨溶液和ESI源的條件下，磷酸基團完全H/D交換，而交換的堿基會保持標記狀態(tài)，不會進行反向交換。H/D交換率不取決于它們的電荷狀態(tài)和非特異性加合物的存在，而是在很大程度上取決于寡核苷酸的二級結構(氫鍵狀態(tài))。此前，Vairamani和Gross[101]報道了凝血酶結合適體GGTTGGTGTGGTTGG的H/D交換，在氣相H/D交換條件下，與不帶陽離子的適配體相比，帶有K+或Sr2+結合的適配體具有更緊湊的結構。Gabelica等[102]研究發(fā)現，四鏈體[(TGGGGT)4·3NH4+]與相應的單鏈TGGGGT，DNA雙鏈體和其他測試的四鏈體相比，在正離子和負離子模式下能實現較快的H/D交換。此外還發(fā)現，G-四鏈體的H/D交換主要取決于基本位點對氘化溶劑的可及性。與液相條件下不同的是，氣相狀態(tài)下結構越緊湊的G-四鏈體更容易發(fā)生快速的H/D交換。

4.2 紅外多光子解離質譜

4.3 離子淌度質譜

離子淌度質譜是基于離子在飄移管中與緩沖氣體碰撞時的碰撞截面不同，將離子按大小和形狀進行分離，實現對蛋白質、多肽、核酸及復雜化合物異構體分析的重要工具，因此可以用來對G-四鏈體結構進行構象分析。2005年，Bowers等[104]首次利用離子淌度質譜進行了G-四鏈體的結構研究，并成功得到了4種不同G-四鏈體的碰撞橫截面積(CCS)，而平行結構和反平行結構具有不同的碰撞橫截面積。Gabelica 等[105]發(fā)現，G-四鏈體碰撞橫截面積與末端堆積和嵌入模型明顯一致，末端堆積是具有G-四鏈體結構與配體分子的首選結合模式。周江等[106]利用離子淌度質譜驗證了c-myc序列退火后構象從單體四鏈體轉化形成二聚四鏈體。最近，Gabelica等[107]比較了TMAA/KCl體系中端粒RNA和DNA G-四鏈體，并對離子淌度質譜是否有助于分析G-四聯體拓撲結構進行了評估，發(fā)現氣相高電荷狀態(tài)下的G-四鏈體結構更接近溶液狀態(tài)下G-四鏈體的真實結構。但是在液相條件下的低電荷G-四鏈體在氣相條件下的結構將進一步緊縮，與真實狀態(tài)下的G-四鏈體結構具有差異。

5 展望

在過去的20多年，已經對G-四鏈體有了較為廣泛深入的研究，表明G-四鏈體結構在調控許多疾病基因的表達過程中發(fā)揮著重要的作用。當前的質譜技術在表征核酸高級結構方面具有快捷、靈敏、直觀，以及能夠實現化學計量比等檢測優(yōu)勢。但是，G-四鏈體結構具有動態(tài)多樣性，容易受到多種因素的影響，質譜能夠提供的構象信息有限，因此在G-四鏈體的結構及性質研究中，常聯合搭配使用NMR、CD、SPR等技術對質譜結果進行驗證，從而獲得更加全面的結構信息。今后，隨著解析G-四鏈體多樣性結構的質譜技術與算法的突破，以及用于區(qū)別不同構型、不同核苷酸類型的G-四鏈體探針的開發(fā)，將會為G-四鏈體的質譜研究帶來更大的突破。