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端粒DNA是位于染色体末端并对染色体具有保护作用的富含鸟嘌呤(G)的DNA序列，它由一段双链重复区域和一段单链重复区域构成，人类和哺乳动物的重复序列单元为TTAGGG。富含G的DNA单链在一价阳离子(如K+和Na+)的诱导下可以通过G碱基间Hoogsteen氢键形成四链体(G4)。研究表明，85～90％恶性肿瘤的发病都与端粒酶的活性有关，而DNAG4结构的形成可以有效抑制端粒酶的活性，因此，能够诱导DNAG4形成并使之稳定的小分子配体的设计、合成及其与DNAG4的相互作用成为研究热点。阳离子卟啉衍生物因其独特的平面结构、合适的尺寸和正电性，可望成为一种DNAG4的理想识别分子。
基于人体端粒DNA的结构，本文设计了能够形成不同G4结构的单链核苷酸序列S24(5-TAGGGTTAGGGTTAGGGTTAGGGT-3)，S12(5-TTAGGGTTAGGG-3’)和S6(5-TTAGGG-3)DNA，研究了它们与两种阳离子卟啉衍生物的相互作用。
1、阳离子卟啉TMPyP4与端粒DNAG4的相互作用
(1)在钾离子存在的缓冲溶液中：S24DNA形成平行/反平行混合构型G4，TMPvP4加入后能够诱导该混合构型G4转变为纯的反平行构型；S12DNA以平行构型G4为主，TMPyP4加入后能够诱导该结构转变为平行/反平行G4混合结构；S6DNA为平行结构G4，TMPyP4与它相互作用很弱，并不会诱导构型发生变化。
(2)没有金属离子存在的缓冲溶液中：TMPyP4能够诱导S12、S24DNA形成反平行DNAG4结构，然而不能诱导单链S6DNA形成G4结构。因此推测：loop区的位置对G4结构的稳定起着非常关键的作用。
(3)S24DNA在钾离子缓冲溶液中为平行/反平行混合构型，在钠离子缓冲溶液中为反平行构型。TMPyP4与两种缓冲溶液中的DNAG4都有很强的结合能力。但是，离子浓度增加和pH值的降低，都不利于TMPyP4与DNA的结合。
(4)无论有无金属离子存在，不同结构的DNA与TMPyP4的结合能力均为：S24＞S12＞S6，结合常数、饱和结合位点数、Soret带最大红移和减色效应的结果都给出了相同的趋势。
(5)首次将时间分辨荧光光谱应用于TMPyP4与DNAG4相互作用的研究，提出了末端堆积和沟区结合两种可能的结合模式。
2、为了实现对DNAG4结构的选择性识别，设计、合成了带有长链氨基取代基的卟啉衍生物P-C6-NH2，研究了P-C6-NH2与端粒DNAG4的相互作用，结果表明，该化合物也能诱导S24形成的混合构型的DNAG4转变为纯的反平行构型，而且能够在没有金属离子存在下直接诱导单链S24DNA形成反平行G4结构。该化合物对DNAG4的结合能力是TMPyP4的1.5～4.2倍。与双链DNA相互作用的对比实验表明，P-C6-NH2与DNAG4的结合能力强于双链DNA，因此这类化合物有望实现对G4的选择性识别。这为以DNAG4为靶点的药物分子设计提供了实验依据和重要思路。