3-1 實驗設計
本研究實驗設計如圖三十三所示。將 Cy3 分子修飾在 (CAG)n 的 5’ 端；Cy5 分子修飾在副序列中間。若 (CAG)n 序列摺疊成懸垂髮夾結構，兩個螢光分子較 遠，預期會產生較低的螢光共振能量轉移效率 (EFRET)。當 (CAG)n 序列摺疊成鈍 端髮夾結構，此時兩者的距離較近，而使其 EFRET 值較高。因此可以藉由兩者 EFRET 值的變化來推斷 (CAG)n 序列摺疊成何種構型與構型間的轉換。
圖 三十三、單分子實驗設計。左圖為單組突出懸垂髮夾結構；右圖為鈍端 髮夾結構。藍線為欲觀測 DNA 分子；綠星為 Cy3；紅星為 Cy5。修改自
3-2 (CAG)
n結構隨氯化鈉濃度變化分析
圖 三十四、(CAG) 序列之 E 分布隨氯化鈉濃度變化直方圖。(a)、
3-2.2 時間解析 E
FRET軌跡圖
圖 三十五、奇數 (CAG)n 序列之時間解析 EFRET 軌跡圖。上圖的綠色與 紅色線分別代表 Cy3 與 Cy5 的強度。下圖灰線為對應之 EFRET 值。紅線 則為 HMM 擬合的結果。氯化鈉濃度 (a)、50 mM。(b)、100 mM。(c)、
250 mM。(d)、500 mM。
3-2.3 轉換密度分析
由於在時間解析 EFRET 軌跡圖可以觀察到奇數重複次數的 (CAG)n 序列在 不同氯化鈉濃度下有不同的動態行為，因此以 HMM 擬合分析的結果做出轉換 密度圖 (TDP)，見圖三十七。
在 (CAG)15 與 (CAG)21 的 TDP 圖中，可以發現到當氯化鈉濃度為 50 mM 時，有兩明顯峰值:一個為 EFRET 值約從 0.55 至 0.75，另一個則是從 0.75 至 0.55。而當氯化鈉濃度逐漸增加時，峰值會越往較高的 EFRET 值靠近。另外在中 高氯化鈉濃度 (250 mM、500 mM) 時，除了原本的兩個峰值外，可發現到有另 外兩個新的峰值產生，其 EFRET 值變化約從 0.7 升至 0.8 與 0.8 降至 0.7。但 是部分 TDP 圖呈現出兩個 EFRET 值上升的峰值與兩個 EFRET 值下降的峰值都 有重疊的情形發生。
(CAG)27 與 (CAG)37 兩個較長的序列其 TDP 圖較為混亂，可能是較長的 序列其髮夾結構有較多的結構多樣性，而其相互轉換較為複雜。但是當氯化鈉濃 度增加時，也有往較高的 EFRET 值集中的趨勢。
圖 三十七、奇數 (CAG) 序列在不同氯化鈉濃度下之 TDP 圖。
3-3 (CAG)
n結構與 (CTG)
n結構隨氯化鈉濃度變化分析及比較
圖 三十八、(CTG)n 序列之 EFRET 分布隨氯化鈉濃度變化直方圖。(a)、
(CTG)15。(b)、(CTG)21。(c)、(CTG)27。(d)、(CTG)37。
圖 三十九、奇數 (CTG)n 序列之時間解析 EFRET 軌跡圖。氯化鈉濃度 (a)、50 mM。(b)、100 mM。(c)、250 mM。(d)、500 mM。
圖 四十、奇數 (CTG)n 序列隨氯化鈉濃度變化之 TDP 圖。
而本研究發現奇數重複次數 (CAG)n 序列在低氯化鈉濃度 (50 mM、
100 mM) 下，並未如奇數重複次數 (CTG)n 在 100 mM 下觀察到鈍端結構 的存在，反而觀察到 (CAG)n 序列可能會因髮夾結構莖部不穩定形成局部打 開的結構，而會驟降至更低的 EFRET 值(~ 0.55)。至於在中高氯化鈉濃度 (250 mM、500 mM) 下，EFRET 值驟降的情形明顯減少，此外還出現和 (CTG)n
序列兩種髮夾結構間轉換類似的動態行為。因此推斷較高的氯化鈉濃度不僅 可以穩定 (CAG)n 重複序列的髮夾結構，還使其有機會形成 EFRET 值較高 的鈍端髮夾結構。同時也發現當氯化鈉濃度上升時，奇數重複次數 (CTG)n
序列的 EFRET 值分布也會上升。表示當氯化鈉濃度升高時，奇數重複次數 (CTG)n 序列也傾向形成鈍端髮夾結構。
3-4 (CAG)
n與 (CTG)
n結構隨氯化鈉濃度變化之動力學
而在中高氯化鈉濃度 (250 mM、500 mM) 時，(CAG)n 序列開始出現懸垂與
(a) 、kforward (s-1):
3-5 氯化鈉濃度對 (CAG)
n與 (CTG)
n髮夾結構穩定性影響
NaCl (CAG)15 (CAG)21
NaCl (CTG)15 (CTG)21
在相同重複次數的 (CAG)n 序列中，鈍端髮夾結構由三個核苷酸組成的環加
圖 四十五、氯化鈉濃度對奇數重複次數 (CAG)n 序列動態結構轉換影響之 示意圖。