手性钌（Ⅱ）多吡啶配合物与DNA相互作用及其抗肿瘤活性的比较研究

发布时间：2017-09-30 01:37

  本文关键词：手性钌（Ⅱ）多吡啶配合物与DNA相互作用及其抗肿瘤活性的比较研究

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【摘要】：本论文通过分子设计,合成了一对新的手性钌(Ⅱ)多吡啶配合物Δ-[Ru(bpy)_2PBIP]~(2+)和Λ-[Ru(bpy)_2PBIP]~(2+){bpy=2,2’-联吡啶,PBIP=2-(4-溴苯基)咪唑并[5,6-f]邻菲咯啉},综合采用光谱学研究方法,生物物理学研究方法和细胞生物学方法,并结合计算机分子模拟技术等多种手段,对该配合物与DNA的相互作用及其细胞毒性和凋亡机理进行了系统的比较研究。具体包括以下几个方面:(1)概述了恶性肿瘤的危害,以及目前抗癌药物研究现状和存在的问题;介绍了钌(Ⅱ)多吡啶配合物的研究进展和应用;并在介绍金属配合物与核酸之间相互作用的研究手段、研究方法的基础上,提出了本文研究的内容和意义。(2)设计合成了新的配体PBIP(PBIP=4-溴苯基咪唑并[5,6-f]邻菲咯啉)及其手性钌(Ⅱ)多吡啶配合物Δ-[Ru(bpy)_2PBIP]~(2+)和Λ-[Ru(bpy)_2PBIP]~(2+);用质谱、核磁共振谱等手段对它们进行了详细的表征。(3)综合运用光谱学研究方法(紫外可见光谱法、荧光光谱法、圆二色谱法等)和生物物理学研究方法(粘度实验、平衡透析等),对合成的手性钌(Ⅱ)配合物和DNA相互作用的键合行为进行了比较研究。实验结果表明,手性钌(Ⅱ)配合物Δ,Λ-[Ru(bpy)_2PBIP]~(2+)都能插入到小牛胸腺DNA(CT DNA)的碱基对中,并且其Δ-对映体与DNA结合较Λ-对映体更强。(4)利用分子和细胞生物学方法(细胞毒性实验,流式细胞技术等)对该手性配合物Δ,Λ-[Ru(bpy)_2PBIP]~(2+)的抗肿瘤活性和诱导肿瘤细胞凋亡的机理进行了比较研究。细胞毒性实验(MTT)结果表明其Δ-对映体对Hela肿瘤细胞产生更强的细胞毒性;配合物在细胞内的荧光定位实验显示了手性对映体能够进入到细胞核中;流式细胞实验表明Δ-对映体能够更有效地诱导肿瘤细胞的凋亡;蛋白免疫印迹(west blot)实验结果显示两个手性配合物都是通过同时激活细胞外源性和内源性的凋亡通路导致细胞凋亡。上述几方面的研究工作,对于理解金属配合物的结构与化学性质的研究,以核酸为靶标的潜在抗癌药物设计的关系能提供有益帮助。
【关键词】：钌(Ⅱ)多吡啶配合物 DNA 相互作用 抗肿瘤活性 键合机理
【学位授予单位】：深圳大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：R730.5
【目录】：

• 摘要3-5
• Abstract5-11
• 第一章 绪论11-23
• 1.1 引言11
• 1.2 恶性肿瘤现状及危害11
• 1.3 目前抗肿瘤药物的研究现状11-12
• 1.4 金属配合物的研究进展和应用12-14
• 1.4.1 金属配合物可用作抗肿瘤药物13
• 1.4.2 金属配合物可用作核酸结构探针13-14
• 1.4.3 配合物可用作DNA断裂试剂（化学核酸酶）14
• 1.4.4 金属配合物可用作DNA分子光开关14
• 1.5 目前抗肿瘤药物存在问题及发展趋势14-15
• 1.6 研究金属配合物和核酸相互作用的常用方法15-18
• 1.6.1 紫外可见吸收光谱法15
• 1.6.2 荧光光谱法15-16
• 1.6.3 圆二色谱法（CD）16
• 1.6.4 粘度实验法16-17
• 1.6.5 等温滴定量热法（ITC）17-18
• 1.6.6 密度泛函理论计算和分子模拟对接18
• 1.7 金属配合物的细胞生物学研究18-21
• 1.7.1 肿瘤细胞的凋亡和调控机制18-20
• 1.7.1.1 内源性信号通路及调控18-19
• 1.7.1.2 外源性信号通路及调控19
• 1.7.1.3 内质网信号通路及调控19-20
• 1.7.2 研究细胞凋亡的技术手段20-21
• 1.7.2.1 细胞凋亡的形态学检测20
• 1.7.2.2 细胞凋亡的生化检测20-21
• 1.8 本论文主要的研究内容和意义21-22
• 1.9 本论文的创新点22-23
• 第二章 手性钌(Ⅱ)多吡啶配合物[Ru(bpy)_2PBIP]~(2+)的合成及表征23-26
• 2.1 引言23
• 2.2 试剂与仪器23-24
• 2.3 配体及配合物的合成24-26
• 2.3.1 邻菲咯啉二酮（phendione）的合成24
• 2.3.2 配体PBIP的合成24-25
• 2.3.3 配合物[Ru(bpy)_2PBIP](ClO_4)_2 的合成及拆分25-26
• 2.4 Δ, Λ-[Ru(bpy)_2PBIP]~(2+)的表征26
• 2.5 本章小结26
• 第三章 Δ, Λ-[Ru(bpy)_2PBIP]~(2+)与DNA相互作用键合行为的比较研究26-40
• 3.1 引言26-27
• 3.2 主要仪器与试剂27
• 3.3 实验方法27-30
• 3.3.1 核酸（CTDNA）和配合物溶液浓度的测定27
• 3.3.2 紫外吸收光谱测定27-28
• 3.3.3 荧光发射光谱测定28-29
• 3.3.4 圆二色谱测定29
• 3.3.5 平衡透析实验29
• 3.3.6 粘度的测定29-30
• 3.3.7 计算机分子模拟对接30
• 3.4 结果与讨论30-39
• 3.4.1 紫外光谱研究Δ, Λ-[Ru(bpy)_2PBIP]~(2+)与DNA的作用强度30-32
• 3.4.2 荧光光谱研究Δ, Λ-[Ru(bpy)_2PBIP]~(2+)与DNA的结合点数32-34
• 3.4.3 粘度实验研究Δ, Λ-[Ru(bpy)_2PBIP]~(2+)与DNA作用的结合模式34-35
• 3.4.4 平衡透析和圆二色谱研究Δ, Λ-[Ru(bpy)_2PBIP]~(2+)与DNA的立体选择性35-37
• 3.4.5 计算机分子模拟研究Δ, Λ-[Ru(bpy)_2PBIP]~(2+)与DNA作用的结合模式37-39
• 3.5 本章小结39-40
• 第四章 Δ, Λ-[Ru(bpy)_2PBIP]~(2+)的细胞毒性和诱导细胞凋亡作用比较研究40-58
• 4.1 引言40
• 4.2 主要仪器与试剂40-41
• 4.3 细胞株的选购及培养41
• 4.4 实验方法41-44
• 4.4.1 细胞毒性检测（MTT法）41-42
• 4.4.2 钌(Ⅱ)多吡啶配合物荧光定位42
• 4.4.3 PI单染结合流式细胞分析42-43
• 4.4.4 Annexin V-FITC& PI双染流式细胞分析43
• 4.4.5 Western blotting检测43-44
• 4.4.6 AFFYmicroRNA检测44
• 4.4.7 统计分析44
• 4.5 结果与讨论44-57
• 4.5.1 Δ, Λ-[Ru(bpy)_2PBIP]~(2+)体外抗肿瘤活性检测44-46
• 4.5.2 Δ, Λ-[Ru(bpy)_2PBIP]~(2+)在细胞内的吸收和定位46-48
• 4.5.3 Δ, Λ-[Ru(bpy)_2PBIP]~(2+)诱导DNA损伤检测48-49
• 4.5.4 Δ, Λ-[Ru(bpy)_2PBIP]~(2+)诱导细胞周期改变检测49-51
• 4.5.5 Δ, Λ-[Ru(bpy)_2PBIP]~(2+)诱导细胞凋亡能力检测51-53
• 4.5.6 Δ, Λ-[Ru(bpy)_2PBIP]~(2+)诱导细胞凋亡机制研究53-56
• 4.5.7 Δ, Λ-[Ru(bpy)_2PBIP]~(2+)诱导细胞microRNA变化探究56-57
• 4.6 本章小结57-58
• 第五章 结论和展望58-59
• 参考文献59-67
• 致谢67-68
• 附录168-69
• 附录269

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本文编号：945450