确定的平面定位和绑定模式单一荧光染料在DNA折纸结构

克里斯蒂娜胡锦涛̈bn, Himanshu Joshi阿列克谢Aksimentiev,费尔南多·d·蒂芬妮菲利普Tinnefeld, Guillermo p . Acuna
ACS Nano15 (3)5109 - 5117 (2021)
DOI:https://doi.org/10.1021/acsnano.0c10259助理

突出

我们提出一种技术来确定单个荧光团的取向与DNA折纸结构基于两个测量。首先,吸收分子的跃迁偶极子的方向决定通过polarization-resolved激励测量。第二,DNA折纸结构的方向从DNA-PAINT获得nanoscopy测量。两种荧光大视场显微镜测量连续执行。我们使用这种方法来研究取向的单身阿647 n, 643年阿,和Cy5荧光体共价连接到一个2 d矩形nanoenvironments DNA折纸结构不同,通过改变两种荧光团的绑定位置和附近。我们的研究结果表明,当荧光团与额外的空间整合,例如,通过省略核苷酸在另外的双股的环境,他们会坚持DNA,采用择优取向,更取决于特定的分子环境比荧光团的类型。借助所有原子分子动力学模拟,我们观察和合理化提供洞察荧光团的可能绑定模式。我们认为这项工作是一个重要的一步操作的方向单一荧光体DNA折纸结构,这是至关重要的发展更有效的和可再生的自组装纳米光子设备。

文摘

我们提出一种技术来确定单个荧光团的取向与DNA折纸结构基于两个测量。首先,吸收分子的跃迁偶极子的方向决定通过polarization-resolved激励测量。第二,DNA折纸结构的方向从DNA-PAINT获得nanoscopy测量。两种荧光大视场显微镜测量连续执行。我们使用这种方法来研究取向的单身阿647 n, 643年阿,和Cy5荧光体共价连接到一个2 d矩形nanoenvironments DNA折纸结构不同,通过改变两种荧光团的绑定位置和附近。我们的研究结果表明,当荧光团与额外的空间整合,例如,通过省略核苷酸在另外的双股的环境,他们会坚持DNA,采用择优取向,更取决于特定的分子环境比荧光团的类型。借助所有原子分子动力学模拟,我们观察和合理化提供洞察荧光团的可能绑定模式。我们认为这项工作是一个重要的一步操作的方向单一荧光体DNA折纸结构,这是至关重要的发展更有效的和可再生的自组装纳米光子设备。

长1µs MD模拟轨迹(两个独立的运行)的阿647 n dye-conjugated示例1中的DNA链有两个未配对的染料基地附近DNA折纸设计。脚手架链DNA折纸结构所示青色,短链携带染料分子所示红色和其他主食链橙色所示。染料分子的原子用绿色显示领域而C6的原子分子(染料和DNA之间的锚)显示使用红色的球体。水和反离子没有显示清晰。

长1µs MD模拟轨迹(两个独立的运行)的阿647 n dye-conjugated DNA的骨干系统在示例2中,在DNA origiami没有未配对的基地。脚手架链DNA折纸结构所示青色,短链携带染料分子所示红色和其他主食链橙色所示。染料分子的原子用绿色显示领域而C6的原子分子(染料和DNA之间的锚)显示使用红色的球体。水和反离子没有显示清晰。

长1µs MD模拟轨迹(两个独立的运行)的阿647 n dye-conjugated样本的DNA基地3个,没有在DNA origiami未配对的基地。脚手架链DNA折纸结构所示青色,短链携带染料分子所示红色和其他主食链橙色所示。染料分子的原子用绿色显示领域而C6的原子分子(染料和DNA之间的锚)显示使用红色的球体。水和反离子没有显示清晰。

长1µs MD模拟轨迹(两个独立的运行)Cy5 dye-conjugated DNA基地在示例1中,有两个未配对的染料在DNA origiami附近的基地。脚手架链DNA折纸结构所示青色,短链携带染料分子所示红色和其他主食链橙色所示。染料分子的原子用绿色显示领域而C6的原子分子(染料和DNA之间的锚)显示使用红色的球体。水和反离子没有显示清晰。

长1µs MD模拟轨迹(两个独立的运行)Cy5 dye-conjugated DNA基地在示例2中,没有在DNA origiami未配对的基地。脚手架链DNA折纸结构所示青色,短链携带染料分子所示红色和其他主食链橙色所示。染料分子的原子用绿色显示领域而C6的原子分子(染料和DNA之间的锚)显示使用红色的球体。水和反离子没有显示清晰。