六氮雜銅鎳配合物與DNA相互作用的研究.pdf

1、DNA是生物體遺傳信息的載體，具有存儲(chǔ)和傳遞信息的功能。對(duì)DNA的研究是生命科學(xué)研究中一個(gè)極其重要的方面。DNA是大多數(shù)抗癌，抗病毒試劑在體內(nèi)的主要靶向分子。小分子物質(zhì)，特別是一些藥物分子，與DNA的作用，影響到DNA的生理和物理化學(xué)性質(zhì)，改變了DNA的轉(zhuǎn)譯和復(fù)制。因此，研究小分子物質(zhì)與DNA的相互作用有助于人們對(duì)DNA與蛋白質(zhì)相互作用方式的了解，并且對(duì)一些致癌化合物的致癌機(jī)理，抗癌藥物的藥理和毒性，以及新型藥物的設(shè)計(jì)合成方面都有很大的

2、意義。在醫(yī)藥研究中，DNA與靶向分子相互作用的研究不僅對(duì)闡述一些抗腫瘤、抗病毒藥物及致癌物的作用機(jī)理，而且對(duì)進(jìn)一步指導(dǎo)人工核酸的合成及DNA高級(jí)結(jié)構(gòu)的研究具有重要意義。 核酸切割試劑一直是生物化學(xué)和分子生物學(xué)中最為活躍的前沿領(lǐng)域之一。設(shè)計(jì)和合成金屬配合物作為人工核酸切割試劑具有非常重要的理論和應(yīng)用價(jià)值。首先，對(duì)人工核酸切割試劑的切割機(jī)理的研究將大大有助于我們對(duì)核酸酶催化機(jī)理的透徹了解：其次，選擇性識(shí)別和斷裂DNA的化學(xué)核酸酶在疾

3、病的基因治療中有著十分重要的應(yīng)用；第三，人工核酸切割試劑尤其是選擇性高的切割試劑可以作為重要的分子生物學(xué)工具，將切割試劑連上識(shí)別系統(tǒng)即構(gòu)成人工核酸酶。 基于上述事實(shí)和觀點(diǎn)，本文中首先對(duì)近年來人們關(guān)于具有生物活性的物質(zhì)和DNA相互作用的研究進(jìn)行了概述和總結(jié)，然后研究了六氮雜鎳配合物與DNA相互作用以及六氮雜銅、鎳配合物存在下電位控制的DNA損傷檢測。本論文的研究工作可分為三個(gè)部分： 第一部分：綜述 對(duì)DNA的研究是

4、生命科學(xué)研究中一個(gè)極其重要的方面。本部分主要綜述了DNA的結(jié)構(gòu)、DNA與小分子的相互作用以及具有化學(xué)核酸酶活性的切割劑對(duì)DNA的切割。DNA與小分子的相互作用部分主要介紹了靶向物質(zhì)的種類、DNA與小分子的相互作用的方式和研究方法；對(duì)DNA的切割主要介紹了自由基氧化切割和酯水解切割。確立了課題的立論依據(jù)，闡述了生物小分子與DNA相互作用和切割劑對(duì)DNA的切割在藥物篩選和生物分子化學(xué)中的重要理論和實(shí)踐意義。 第二部分：六氮雜鎳配合物

5、與DNA相互作用的研究 六氮雜鎳配合物是一種八面體的大環(huán)配合物，具有和B<,12>和血紅素類似結(jié)構(gòu)，因此它也具有抗氧化、抗腫瘤等廣泛的藥理作用，所以我們選擇此配合物作為研究對(duì)象。 本部分內(nèi)容中我們主要通過電化學(xué)方法，熒光光譜，黏度法，圓二色譜，凝膠電泳法和高效液相色譜法研究了六氮雜鎳(Ni(Ⅱ)L)配合物與小牛胸腺DNA(CT-DNA)以及pBR322超螺旋DNA(scDNA)的相互作用。電化學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明Ni(Ⅱ)L在

6、緩沖溶液中的氧化還原是一個(gè)電子轉(zhuǎn)移過程，鎳(Ⅱ)和鎳(Ⅲ)配合物對(duì)DNA鍵合常數(shù)的比值(K<,2+>／K<,3+>)為3.2；熒光實(shí)驗(yàn)表明配合物同EB有效的競爭了嵌插位點(diǎn)，配合物與DNA結(jié)合常數(shù)為2.15×10<'4>；黏度實(shí)驗(yàn)表明Ni(Ⅱ)L使DNA發(fā)生卷曲或扭結(jié)，圓二色譜表明DNA同Ni(Ⅱ)L結(jié)合后，DNA的構(gòu)象接近A形式。上述試驗(yàn)均表明能夠相互作用，并且作用模式為部分嵌插。在H<,2>O<,2>存在下，凝膠電泳和高效液相色譜方法

7、均表明Ni(Ⅱ)L對(duì)CT-DNA和pBR322DNA劈裂能力均增強(qiáng)。 第三部分：電位調(diào)控DNA損傷的高效液相色譜紫外可見檢測 DNA損傷包括糖-磷酸骨架的斷裂。有氧條件下，過渡金屬離子通過產(chǎn)生的活性氧物種誘導(dǎo)DNA的損傷。六氮雜銅(Cu(Ⅱ)L)和Ni(Ⅱ)L配合物通過調(diào)控電解質(zhì)溶液的電位，促使DNA鏈斷裂，對(duì)斷裂后的DNA碎片使用液相色譜進(jìn)行了分離，用紫外檢測器對(duì)切割后的產(chǎn)物進(jìn)行了檢測。根據(jù)獲得的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，Cu(Ⅱ)L

8、或Ni(Ⅱ)L存在下，電解溶液的電位合適時(shí)(足夠負(fù)或足夠正的電位，保證金屬離子的還原或氧化)，不需要加入額外的氧化劑或還原劑，同樣可以切割小牛胸腺DNA，Cu(Ⅱ)L劈裂能力強(qiáng)于Ni(Ⅱ)L配合物。實(shí)驗(yàn)證明Cu(Ⅱ)L通過和氧氣發(fā)生Fenton反應(yīng)產(chǎn)生自由基，這些自由基造成DNA損傷。至于Ni(Ⅱ)L促進(jìn)DNA損傷可能是涉及氧化機(jī)制。本工作是在中性的pH條件進(jìn)行，并且這一切割過程中不需要加入額外的氧化劑和還原劑，因而體系簡單，不存在其它