小分子配體與G-四鏈體基因家族的作用機(jī)制研究.pdf

1、腫瘤是嚴(yán)重威脅人類健康和生命的常見病和多發(fā)病，已經(jīng)成為人類死亡的第二大病因。盡管目前對(duì)腫瘤的治療還是以化學(xué)藥物治療為主，但是經(jīng)過幾十年的不懈努力，抗腫瘤藥物的研究已經(jīng)進(jìn)入了一個(gè)新的階段，大量新作用靶點(diǎn)的藥物逐漸應(yīng)用于臨床。近年來，以G-四鏈體為靶點(diǎn)的抗癌藥物研究引起了人們的廣泛注意，G-四鏈體結(jié)構(gòu)存在于人體基因組的一些重要位置，其中包括了端粒末端、部分癌基因、生長(zhǎng)因子的表達(dá)調(diào)控區(qū)域等，這些基因都屬于G-四鏈體基因家族(quadrome)

2、。研究表明能夠誘導(dǎo)DNA形成G-四鏈體或穩(wěn)定G-四鏈體的小分子化合物可通過抑制端粒酶活性或降低癌基因轉(zhuǎn)錄表達(dá)而達(dá)到抗腫瘤的效果。為此，本文概述了G-四鏈體結(jié)構(gòu)、G-四鏈體基因家族及其相關(guān)生物學(xué)意義的研究進(jìn)展，研究了去甲基白葉藤堿衍生物和小檗堿衍生物與不同類型的G-四鏈體的相互作用，并進(jìn)行了初步的相互作用模式和構(gòu)效關(guān)系分析。主要工作包括： 1. G-四鏈體及其相關(guān)生物學(xué)功能的研究進(jìn)展。文中概述了G-四鏈體的結(jié)構(gòu)類型及特點(diǎn)，G-四鏈

3、體基因家族的組成，代表性G-四鏈體DNA——人端粒末端DNA和癌基因c-myc DNA的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及端粒和c-myc對(duì)腫瘤形成的影響作用，小分子配體與G-四鏈體的作用模式，以G-四鏈體為靶點(diǎn)的小分子配體的研究進(jìn)展以及有機(jī)小分子與G-四鏈體相互作用的研究方法等，并在此基礎(chǔ)上提出本論文的研究目的和研究?jī)?nèi)容。 2. 去甲基白葉藤堿衍生物與c-myc啟動(dòng)子區(qū)域的G-四鏈體相互作用的研究。以11-氨基取代去甲基白葉藤堿衍生物為配體，進(jìn)行了包

4、括凝膠阻滯實(shí)驗(yàn)、CD光譜、選擇牲透析、計(jì)算機(jī)分子模擬、PCR中止實(shí)驗(yàn)、RT-PCR等多種實(shí)驗(yàn)，證明了去甲基白葉藤堿衍生物可以誘導(dǎo)并穩(wěn)定c-myc形成G-四鏈體結(jié)構(gòu)、抑制c-myc啟動(dòng)子區(qū)域DNA的擴(kuò)增并抑制c-myc在肝癌細(xì)胞Hep G2中的轉(zhuǎn)錄，而且，11位上引入的側(cè)鏈末端基團(tuán)對(duì)于去甲基白葉藤堿衍生物與c-myc G-四鏈體之間的相互結(jié)合能力、相互作用模式有明顯的影響，進(jìn)而導(dǎo)致不同側(cè)鏈末端的衍生物具有不同的相互作用能力。 3

5、. 小檗堿衍生物與c-myc啟動(dòng)子區(qū)域G-四鏈體DNA相互作用的研究。以9-脂肪鏈取代小檗堿衍生物為研究對(duì)象，進(jìn)行了凝膠阻滯實(shí)驗(yàn)、CD光譜、選擇性透析、PCR中止實(shí)驗(yàn)和細(xì)胞毒實(shí)驗(yàn)，從不同的角度研究了衍生物與c-myc啟動(dòng)子區(qū)域G-四鏈體DNA的相互作用情況，證明了小檗堿衍生物能夠誘導(dǎo)并穩(wěn)定c-myc形成G-四鏈體結(jié)構(gòu)、抑制c-myc啟動(dòng)子區(qū)域DNA的擴(kuò)增。此外，在9位引入側(cè)鏈能夠明顯增強(qiáng)小檗堿衍生物對(duì)G-四鏈體DNA的選擇性，且不伴隨細(xì)

6、胞毒性的增加。 4. 去甲基白葉藤堿及小檗堿衍生物與端粒G-四鏈體DNA相互作用的研究。利用CD光譜、選擇性透析、PCR中止實(shí)驗(yàn)、TRAP實(shí)驗(yàn)和細(xì)胞毒實(shí)驗(yàn)，對(duì)比了兩個(gè)系列生物堿衍生物——去甲基白葉藤堿和小檗堿衍生物對(duì)端粒G-四鏈體DNA的作用關(guān)系，包括誘導(dǎo)、穩(wěn)定G-四鏈體形成的能力、選擇性結(jié)合G-四鏈體的能力以及對(duì)端粒相關(guān)生物學(xué)功能的影響。發(fā)現(xiàn)這兩類衍生物均可以誘導(dǎo)/穩(wěn)定端粒DNA形成G-四鏈體結(jié)構(gòu)，但作用模式可能存在差異，導(dǎo)致