几种喜树碱类药物与DNA/蛋白质亲和作用的研究
发布时间：2021-07-08 23:14
随着医疗水平的不断提高和抗肿瘤药物大力开发,尽管恶性肿瘤患者数量逐年增多,但肿瘤病死率逐年降低。喜树碱就是其中一种重要的天然抗肿瘤药物,它是一种天然喹啉类生物碱。作为拓扑异构酶I（Top I）的高效抑制剂这一独特的作用机制一直受到人们的关注。喜树碱极差的水溶性以及体内E环不稳定性严重限制了其临床应用,因此大量针对其溶解性和稳定性而改良结构的衍生物被合成出来,其中三种（Topotecan,irinotecan和belotecan）已经被应用于临床治疗,还有一部分正在进行临床前期研究。蛋白质是生命体的基础物质,同时也是遗传性状直接表达的载体,参与多种重要的生命过程;核酸是生命体的遗传物质、生命信息的载体,在生物体的生长、发育、功能表达、繁育等过程中起着至关重要的作用。蛋白质和核酸常常被选为体外生物模型,用于研究药物小分子的药理药效及生物活性。因此,研究喜树碱类药物与蛋白质和DNA的相互作用,对于阐明和揭示喜树碱类药物的药理药效和代谢过程具有重要意义;同时,对临床上发展新一代喜树碱类药物提供重要的参考信息。本文选择几种不同结构的喜树碱类药物与蛋白质和DNA相互作用,采用现代光谱学方法、生物电...
【文章来源】：湖北师范大学湖北省
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
–1喜树碱的化学结构式
(siteII)[47]，结构如图1–2(A)所示。牛血清白蛋白(Bovineserumalbumin,BSA)上述分子结构上具有高度相似的同源性，接近80%[48]，并且容易提娶廉价易得、结构稳定，所以经常被选为蛋白质模型进行研究[49]。BSA与HSA结构差异的地方在于，BSA是由582个氨基酸残基构成[50]，两个色氨酸残基分别包含在BSA的134位和214位上，其三维空间结构如图1–2(B)所示。1.3.2DNA蛋白质在生命活动承担着重要的作用，但是其合成受核酸调控[51]；DNA即脱氧核糖核酸，是生命体的遗传物质，也是生物信息的载体，对生命体生长、发育、功能表达和繁育扮演至关重要的角色[52,53]，这些过程都是通过DNA复制来实现的。因此DNA常被用作体外生物模型来研究其与配体的相互作用[54]。DNA是由脱氧核糖、磷酸以及嘌呤、嘧啶构成，四种含氮碱基两两互补，中间以氢键结合。1953年，英国科学家克里克与美国科学家沃森结合X-射线晶体衍射图第一次提出了DNA的空间结构呈现右手双螺旋形态，为后来研究DNA奠定了基础[55]。世界上很多癌症等相关疾病都与DNA有着密不可分的联系，各种各样的癌细胞中均发现了异常DNA。因此，DNA早已成为国内外科研人员关注的焦点。DNA结构如图1–3所示。图1–3DNA分子双螺旋结构Fig.1–3ThedoublehelixstructureofDNA.4
组空白的经ctDNA修饰的金电极，然后逐次向其中滴加喜树碱类药物，每次扫描之前搅拌含喜树碱类药物的电解液1min后静置1min以确保浓度准确、反应充分发生。而对于交流阻抗，设置初始电压0.24V，扫描的频率范围为0.1–100000Hz，其他实验过程与循环伏安实验相同。分子模拟实验：ctDNA的晶体结构来源于RSCB数据库，PDB编号1Z3F；整个分子模拟借助专业软件Sybyl-2.1.1完成；使用Sybyl软件的画板模块画出喜树碱类药物小分子空间结构，并用Tripos力场对喜树碱和羟喜树碱分子进行能量最优化处理；实验前给药物小分子添加Gasteiger-Huckel电荷；ctDNA三维晶体结构对接前需要经过一系列处理；包括给ctDNA分子表面添加电荷、添加氢原子以及去除多余物质；选择进行半柔性对接模式，准备工作完毕后进行分子对接实验，选取最优对接结果进行分析。2.3结果与讨论2.3.1紫外光谱紫外吸收光谱能够监测物质吸收并且可以直观反映相互作用前后的改变，经常被用来考察配体小分子与DNA的作用规律[102]。紫外光谱通过药物小分子的加入所引起的DNA特征吸收峰的偏移程度、方向，增减色效应等来探究药物与DNA的作用模式。通常小分子插入到DNA碱基对中(插入作用)可以观察到吸收光谱明显的红移和减色效应，这是由于DNA的π电子和小分子的π电子产生π→π*堆积作用而发生能量跃迁现象；而减色效应不明显且吸收光谱蓝移则很有图2–2喜树碱/羟喜树碱-ctDNA体系紫外谱图Fig.2–2UV-visspectraofctDNAwithadditionofCPT(A)andHCPT(B);theinsetsaredifferenceabsorptionspectraofCPTs-ctDNAsystems.可能为沟槽作用[103]。实验中用Tris-HCl缓冲液模拟生理环境，选择喜树碱和羟13
本文编号：3272522
【文章来源】：湖北师范大学湖北省
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
–1喜树碱的化学结构式
(siteII)[47]，结构如图1–2(A)所示。牛血清白蛋白(Bovineserumalbumin,BSA)上述分子结构上具有高度相似的同源性，接近80%[48]，并且容易提娶廉价易得、结构稳定，所以经常被选为蛋白质模型进行研究[49]。BSA与HSA结构差异的地方在于，BSA是由582个氨基酸残基构成[50]，两个色氨酸残基分别包含在BSA的134位和214位上，其三维空间结构如图1–2(B)所示。1.3.2DNA蛋白质在生命活动承担着重要的作用，但是其合成受核酸调控[51]；DNA即脱氧核糖核酸，是生命体的遗传物质，也是生物信息的载体，对生命体生长、发育、功能表达和繁育扮演至关重要的角色[52,53]，这些过程都是通过DNA复制来实现的。因此DNA常被用作体外生物模型来研究其与配体的相互作用[54]。DNA是由脱氧核糖、磷酸以及嘌呤、嘧啶构成，四种含氮碱基两两互补，中间以氢键结合。1953年，英国科学家克里克与美国科学家沃森结合X-射线晶体衍射图第一次提出了DNA的空间结构呈现右手双螺旋形态，为后来研究DNA奠定了基础[55]。世界上很多癌症等相关疾病都与DNA有着密不可分的联系，各种各样的癌细胞中均发现了异常DNA。因此，DNA早已成为国内外科研人员关注的焦点。DNA结构如图1–3所示。图1–3DNA分子双螺旋结构Fig.1–3ThedoublehelixstructureofDNA.4
组空白的经ctDNA修饰的金电极，然后逐次向其中滴加喜树碱类药物，每次扫描之前搅拌含喜树碱类药物的电解液1min后静置1min以确保浓度准确、反应充分发生。而对于交流阻抗，设置初始电压0.24V，扫描的频率范围为0.1–100000Hz，其他实验过程与循环伏安实验相同。分子模拟实验：ctDNA的晶体结构来源于RSCB数据库，PDB编号1Z3F；整个分子模拟借助专业软件Sybyl-2.1.1完成；使用Sybyl软件的画板模块画出喜树碱类药物小分子空间结构，并用Tripos力场对喜树碱和羟喜树碱分子进行能量最优化处理；实验前给药物小分子添加Gasteiger-Huckel电荷；ctDNA三维晶体结构对接前需要经过一系列处理；包括给ctDNA分子表面添加电荷、添加氢原子以及去除多余物质；选择进行半柔性对接模式，准备工作完毕后进行分子对接实验，选取最优对接结果进行分析。2.3结果与讨论2.3.1紫外光谱紫外吸收光谱能够监测物质吸收并且可以直观反映相互作用前后的改变，经常被用来考察配体小分子与DNA的作用规律[102]。紫外光谱通过药物小分子的加入所引起的DNA特征吸收峰的偏移程度、方向，增减色效应等来探究药物与DNA的作用模式。通常小分子插入到DNA碱基对中(插入作用)可以观察到吸收光谱明显的红移和减色效应，这是由于DNA的π电子和小分子的π电子产生π→π*堆积作用而发生能量跃迁现象；而减色效应不明显且吸收光谱蓝移则很有图2–2喜树碱/羟喜树碱-ctDNA体系紫外谱图Fig.2–2UV-visspectraofctDNAwithadditionofCPT(A)andHCPT(B);theinsetsaredifferenceabsorptionspectraofCPTs-ctDNAsystems.可能为沟槽作用[103]。实验中用Tris-HCl缓冲液模拟生理环境，选择喜树碱和羟13
本文编号：3272522
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