基于光谱法的几种抗肿瘤活性小分子及ZnS壳层量子点与核酸相互作用机制研究

发布时间：2020-05-13 02:28

【摘要】：核酸是构成生命体的一种重要的生物大分子,是生物的基本遗传物质。同时也是大多数抗病毒、抗菌和抗肿瘤类药物在体内的主要靶分子。小分子药物与DNA的作用会影响到DNA的生理和物理化学性质,改变DNA的转录和复制。核酸与配体相互作用的研究已经成为生物化学和生命科学研究中的热门领域之一。这对新型的药物及新型纳米材料等作用配体的设计,药理和毒性的研究,临床检测等方面具有重要意义。本论文分为以下五章:第一章:简要介绍了核酸的组成及结构特征,配体与核酸相互作用的主要模式。以光谱法、电分析方法、分子模拟等方法为主,对应用于配体与DNA相互作用领域的多种分析技术的研究理论及现状进行了综述。第二章:利用紫外-可见吸收光谱、荧光光谱、圆二色光谱等多种光谱法结合粘度测量、熔点测量和电分析方法,研究了三种类姜黄素芳基钌(II)配合物与小牛胸腺DNA(Calf Thymus DNA,ctDNA)的相互作用机制。紫外-可见吸收光谱表明三种类姜黄素芳基钌(II)配合物的紫外吸收峰在加入ctDNA后发生了轻微的减色和红移,而ctDNA的粘度和熔点在加入类姜黄素芳基钌(II)配合物后都有所增大。利用小檗碱(Berberine,BH)作为荧光探针研究发现类姜黄素芳基钌(II)配合物与ctDNA之间是静态猝灭作用机制,结合模式为嵌插作用模式,氢键和范德华力是主要的作用力,同时也存在静电作用力。配合物3与ctDNA的结合能力最强,化学变性剂和热变性能够减弱类姜黄素芳基钌(II)配合物与ctDNA之间嵌插作用。圆二色光谱表明类姜黄素芳基钌(II)配合物对ctDNA的双螺旋结构有一定的影响,配合物3的影响最大。电分析实验结果进一步证明了类姜黄素芳基钌(II)配合物与ctDNA的嵌插作用模式。这些结果可能为姜黄素-芳基钌类抗肿瘤药物与DNA作用机理的研究提供有用信息。第三章:通过紫外-可见吸收光谱、荧光光谱、圆二色光谱、粘度测量和熔点测量等方法系统研究了槲皮素及其金属配合物与ctDNA之间的相互作用机制。紫外-可见吸收光谱表明槲皮素及其金属配合物的紫外吸收在加入ctDNA后发生了明显的减色效应,而ctDNA的粘度和熔点在加入槲皮素及其金属配合物后都有所增大。利用吖啶橙(Acridine orange,AO)作为荧光探针研究发现槲皮素及其金属配合物与ctDNA之间是静态猝灭作用机制,结合模式为嵌插作用模式,氢键和范德华力是主要的作用力,槲皮素-铬与ctDNA的结合能力最强。圆二色光谱表明槲皮素及其金属配合物对ctDNA的双螺旋结构有一定的影响,槲皮素-铬对ctDNA的结构影响最大。第四章:采用光谱法、核磁共振氢谱法、电分析方法和分子模拟技术,研究了三种去氢表雄酮-22-azines-芳杂醛化合物与G-四链体DNA序列d(GGGT)_4的相互作用及对其结构的影响。三种化合物通过末端堆叠结合模式与平行的G-四链体DNA选择性结合形成配合物。三种化合物均能在不同程度上稳定DNA的G-四链体结构,化合物3的稳定能力最强,并且三种化合物在一定程度上增强了该DNA的生物活性。空间位阻效应导致G-四链体DNA序列d(GGGT)_4与化合物3结合作用最强,以上结果为从分子水平上研究去氢表雄酮-22-azines-芳杂醛化合物与DNA的相互作用及对DNA结构影响提供了新的信息。第五章:采用光谱法结合电分析方法,研究了两种ZnS壳层量子点(Quantum dots,QDs)CdSe/ZnS、InP/ZnS QDs与G-四链体DNA序列Pu22和hTel22的相互作用及对其结构的影响。CdSe/ZnS、InP/ZnS QDs对平行G-四链体Pu22、反平行G-四链体hTel22这两个不同G-四链体的构型没有明显的影响。2种QDs的加入降低了G-四链体Pu22、hTel22的熔链温度,2种QDs对平行G-四链体Pu22结构稳定性影响较大。通过对比发现,CdSe/ZnS、InP/ZnS QDs与反平行G-四链体hTel22的结合能力比平行G-四链体Pu22强。因此,CdSe/ZnS、InP/ZnS QDs可能是优先与反平行G-四链体结合,CdSe/ZnS、InP/ZnS QDs与平行G-四链体Pu22、反平行G-四链体hTel22相互作用的猝灭类型为静态猝灭。该研究为ZnS壳层量子点与DNA的相互作用及对DNA结构影响提供了新的信息。
【图文】：

结构模式

DNA分子的结构模式图

碱基配对,DNA双螺旋结构

DNA分子的碱基配对因此DNA双螺旋结构的特征可归纳为[9]
【学位授予单位】：广西师范学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：O657.3;TQ460.1

【参考文献】