电化学和光谱方法研究环糊精包合物与DNA的相互作用

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脱氧核糖核酸(DNA)是基本的遗传物质,它对生命遗传密码的翻译、转录、复制起着非常重要的作用,临床上使用的许多抗肿瘤、抗癌药物都以DNA为作用靶点,为了进一步探索和认识DNA的性质、结构、行为、形态、揭开生命的奥秘,人们研究了大量小分子与DNA之间的作用。而由于靶向分子与DNA的相互作用是在生理条件下发生的,生命体内大量存在的多糖物质可能对靶向分子的形态有影响。因此,借助于环糊精的模拟酶功能,将靶向分子包合筑构成超分子体系并用于研究它们与生物大分子DNA的作用,从而有助于从分子水平了解抗肿瘤、抗癌药物的作用机理,为设计临床上更为有效的药物提供理论指导,而且对开发新型生物传感器有着重要的意义。 本论文以电化学方法、光谱(荧光、紫外-可见光谱)方法为研究手段,对环糊精包合噻吩类小分子后形成的超分子化合物与DNA的相互作用进行了研究,共分为四章,各章内容概述如下。 第一章介绍了DNA的基本组成和结构,与DNA相互作用的小分子种类、相互作用的模式和研究其相互作用的技术方法,对环糊精超分子组装体系与DNA的相互作用进行了阐述,并对今后的发展作了简要的展望,提出本论文研究的立题思想。 第二章用电化学方法研究了β-环糊精-硫堇包合物与DNA的相互作用。结果表明,在pH7.2的PBS缓冲液中,β-环糊精以1∶1包合硫堇,其包合常数为458L mol<-1>。β-环糊精-硫堇包合物以嵌入方式与DNA形成一种非电活性超分子化合物,包合物与DNA的结合比是1∶1,结合常数为6.25×104<4>L,mol<-1>。 第三章用荧光及可见光谱方法研究了β-环糊精-硫堇包合物与DNA的相互作用。发现在pH 7.2的PBS缓冲液中,β-环糊精以1∶1包合硫堇,包合常数为444Lmol<-1>;β-环糊精-硫堇包合物主要以嵌入方式与DNA发生相互作用。荧光光谱实验的结果是DNA对硫堇包合物的荧光峰有蓝移和猝灭效应,猝灭常数Ksv为6.12×10<4>Lmol<-1>;探讨了其荧光猝灭机理,比较了硫堇包合物和游离态硫堇与DNA作用程度的大小。可见吸收光谱实验的结果是DNA与硫堇包合物之间的嵌插结合作用使包合物的最大可见吸收峰红移、吸光度降低。运用电子吸收光谱,得出它们的结合比是1∶1,结合常数为3.47×10<4>L mol<-1>。 第四章用电化学方法对β-环糊精(β-CD)-亚甲基蓝(MB)包合物与DNA的相互作用进行了研究。发现在pH7.05BR缓冲液中β-环糊精以1∶1包合MB,包合常数为7366Lmol<-1>。通过溶液中的DNA以及DNA修饰电极表面上的DNA与βCD-MB包合物的相互作用引起包合物的式电位和峰电流的变化,以及体系受溶液中离子强度的影响变化,受0.001%的PDDA聚阳离子的影响变化等,推出βCD-MB包合物和DNA之间作用方式主要是静电结合。通过电流法得出包合物和DNA之间的结合比是1∶1,结合常数是1.73×10<4>L,mol<-1>。
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