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肿瘤已成为一种严重影响人类生命健康的恶性疾病,也是目前治疗难度最大、投资力度最大的疾病之一。研究表明,适当体积的阳离子(Na+、K+、Li+等)或配体能够稳定G-四链体结构或促进G-四链体的形成,并通过抑制端粒酶活性或降低癌基因的表达进而阻止癌细胞的扩增。近年来,G-四链体与配体作用的研究已成为肿瘤治疗和防治的热点研究之一。生物碱是一类具有较强生物活性的天然小分子化合物。原小檗碱类生物碱属于异喹啉类生物碱,其中最有代表性的化合物为小檗碱,此外还有药根碱、巴马汀等,都具有抗菌、镇痛和降糖等作用。近期的研究发现一些生物碱还可能在癌症和HIV的治疗中有着重要的地位。本论文利用光谱学方法研究了三种原小檗碱类生物碱(小檗碱,药根碱,巴马汀)与富含鸟嘌呤(G)的寡核苷酸链PS2.M形成的G-四链体(G-Quadruplex)之间的相互作用,获得了它们之间的作用方式、结合常数、以及其他光谱学参数等重要信息。论文包含以下四部分内容:1、绪论部分:首先介绍了G-四链体和生物碱的结构、分类、分布及其生物学要意义;接着简述小分子配体与G-四链体的作用方式;再次,简述了生物碱与G-四链体作用的研究方法;最后,阐明本论文研究的内容及意义。2、本节使用CD谱以及NMR表征了G-四链体的形成,并通过荧光滴定光谱、紫外滴定光谱以及核磁共振光谱探究了盐酸药根碱与G-四链体之间的作用。加入G-四链体后,药根碱在531 nm处的荧光峰强显著增大;UV谱表现出减色和红移现象,说明药根碱可能堆积到G-四链体的尾部或者插入到G-四链体尾部的两个G-四分体之间形成夹心结构。由等摩尔连续变化法计算出药根碱和DNA的结合比为1:1,运用Scatchard方程得出二者的结合常数为3.12×106 L/mol、结合位点为0.98。实验表明:盐酸药根碱与G-四链体有很强的结合能力,药根碱可以稳定DNA的G-四链体结构并对其具有较好的选择性,二者的作用模式可能为末端堆积。3、通过荧光滴定光谱、紫外滴定光谱以及核磁共振光谱探究了盐酸巴马汀与G-四链体的相互作用。加入G-四链体后,巴马汀在535 nm处的荧光明显增强;UV谱表现出减色和红移现象,说明巴马汀可能堆积到G-四链体的尾部或者插入到G-四链体尾部的两个G-四分体之间形成夹心结构。由等摩尔连续变化法计算出巴马汀和DNA的结合比为1:1,运用Scatchard方程计算出二者的结合常数为4.83×106 L/mol、结合位点为0.75。由巴马汀对G-四链体/Hemin配合物的过氧化酶抑制实验得出:盐酸巴马汀与G-四链体的作用模式为末端堆积作用。4、本章采用紫外、荧光和CD谱等光谱方法对小檗碱与两种分子间G-四链体和一种分子内G-四链体DNA的选择性相互作用进行了探究,并探讨了其作用模式。三种DNA均可以使小檗碱的紫外吸收光谱出现不同程度的红移和减色现象,表明G-四链体能与小檗碱发生相互作用;同时,随着DNA的滴加,分子间G-四链体使小檗碱的荧光强度增强程度明显高于分子内G-四链体。等摩尔连续变化法及Scatchard方程结果表明,盐酸小檗碱与三种G-四链体DNA以1:1的配比形成了稳定的络合物,两种分子间G-四链体DNA与小檗碱的络合常数(106 L/mol)也明显高于分子内G-四链体(105L/mol)。另外,整个实验中均以双链DNA做对比研究。研究表明,在低浓度(微摩尔数量级),小檗碱便能与分子间G-四链体产生特异性的结合,可能结合在G-四链体的尾部,而与双链DNA几乎没有作用。即小檗碱对分子间结构的G-四链体有更高的选择性,研究结论可为靶向G-四链体结构的抗癌药物设计提供一定科学的依据。