蒽环类药物与DNA相互作用研究

论文摘要

DNA是最基本的遗传物质之一,在生物的生命活动中起着重要的作用。DNA自身携带着生命体的遗传信息,并且能够通过复制和转录细胞中的遗传信息来指导蛋白质和酶的生物合成过程。有关DNA的研究也是分子生物学及生物化学等学科重要的研究课题,其中DNA靶向分子与DNA之间的相互作用研究是大多数研究者关注的重点。目前临床上使用的许多抗癌类药物都是以DNA为主要的作用靶点,这些分子通过与癌细胞DNA发生相互作用导致其结构被破坏,从而影响基因调控与表达的功能,表现出抗癌活性。药物与DNA相互作用的研究是认识某些疾病的致病机制和药物的治病机制的基础,在阐明DNA结构和功能方面也有重要意义。蒽环类药物是临床上广泛应用的抗癌药物,它通过嵌入到DNA的碱基对之间影响癌细胞DNA的复制从而对于治疗多种肿瘤疾病有比较好的效果。但是由于治疗过程中的多种毒副作用使得该类药物的应用受到一定的限制。本文综合多种实验方法,详细研究了ADNR-3、ADNR、ADOX和AEPI等四种蒽环类药物与DNA的相互作用,论文内容分为六章:第一章:主要介绍了DNA的结构和功能;蒽环类药物活性;药物分子与DNA相互作用的研究进展。第二章:运用荧光光谱、紫外光谱及荧光偏振等方法研究了新型蒽环类药物ADNR-3与DNA的相互作用。结果表明,在pH 7.4的条件下,随着DNA的加入,ADNR-3的荧光光谱有规律地发生猝灭,其荧光猝灭是由于形成了ADNR-3-DNA加合物而引起的静态猝灭。其结合常数为4.07×105 L·mol-1,结合位点数为1.31;ADNR-3与DNA相互作用的结合方式以嵌插模式为主。此外,本章还考察了pH和I-浓度对ADNR-3与DNA作用的影响,由热力学参数确定ADNR-3与DNA的作用力类型主要是氢键作用力和范德华力。第三章:ADNR本身有较强的内源荧光,我们依靠其内源荧光,运用荧光光谱法研究了ADNR与DNA的相互作用。实验发现,随着DNA的加入,ADNR的荧光光谱产生了有规律地猝灭,且荧光猝灭是由于形成了ADNR-DNA加合物而引起的静态猝灭。热力学参数确定了ADNR与DNA的作用力类型主要是氢键作用力,范德华力也不能排除。通过紫外和荧光偏振实验可知:ADNR与DNA以插嵌模式相互作用,其结合常数为8.32×105 L·mol-1,结合位点数为1.32。第四章:运用多种方法研究了ADOX与DNA的相互作用;运用Stern-Volmer方程计算了体系的猝灭常数并由此推断了DNA对ADOX荧光猝灭的方式;用双对数方程分析计算得到了ADOX与DNA反应的结合常数和结合位点数;紫外吸收光谱和荧光偏振光谱信息表明ADOX以嵌插作用模式与DNA作用。第五章:本章主要用光谱法研究了AEPI与DNA的相互作用;研究结果表明:DNA对AEPI荧光的猝灭是由于形成了新化合物导致的静态猝灭过程,二者主要通过氢键和范德华力相结合;通过双对数方程计算得到的AEPI与DNA的结合常数表明,二者之间有较强的作用力。第六章:总结了本文研究得到的创新性研究成果,并对本领域的研究工作进行了展望。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 DNA 的功能和结构
• 1.1.1 一级结构
• 1.1.2 二级结构
• 1.1.3 三级结构
• 1.2 蒽环类药物的生物活性
• 1.3 DNA 与小分子的相互作用
• 1.4 主要的研究方法
• 1.4.1 紫外-可见吸收光谱法
• 1.4.2 电化学方法
• 1.4.3 荧光光谱法
• 1.4.4 其它方法
• 第二章 新型蒽环类化合物ADNR-3 与小牛胸腺DNA 的相互作用模式研究
• 2.1 前言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 仪器与试剂
• 2.2.2 实验方法
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 DNA 与ADNR-3 相互作用的荧光光谱和紫外光谱
• 2.3.2 pH 值的影响
• 2.3.3 猝灭剂KI 的影响
• 2.3.4 荧光偏振实验
• 2.3.5 ADNR-3 与DNA 键合的结合常数和作用力的确定
• 2.4 结论
• 第三章 光谱法研究ADNR 与小牛胸腺DNA 的相互作用
• 3.1 前言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 仪器与试剂
• 3.2.2 实验方法
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 DNA 与ADNR 相互作用的紫外光谱
• 3.3.2 DNA 对ADNR 的荧光猝灭及猝灭机理
• 3.3.3 pH 对DNA 和ADNR 相互作用的影响
• 3.3.4 荧光偏振实验
• 3.3.5 猝灭剂KI 的影响
• 3.3.6 ADNR 与DNA 键合的结合常数和作用力的确定
• 3.4 结论
• 第四章 蒽环类化合物ADOX 与小牛胸腺DNA 的相互作用研究
• 4.1 前言
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 仪器与试剂
• 4.2.2 实验方法
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 DNA 与ADOX 相互作用的紫外光谱研究
• 4.3.2 pH 值对DNA 与ADOX 相互作用的影响
• 4.3.3 阴离子猝灭实验
• 4.3.4 荧光偏振实验
• 4.3.5 DNA 与ADOX 相互作用的荧光光谱研究
• 4.3.6 DNA 与ADOX 作用的结合常数和作用力的确定
• 4.4 结论
• 第五章 蒽环类化合物AEPI 与小牛胸腺DNA 的相互作用研究
• 5.1 前言
• 5.2 实验部分
• 5.2.1 试剂与仪器
• 5.2.2 实验方法
• 5.3 结果与讨论
• 5.3.1 pH 值对DNA 与AEPI 相互作用的影响
• 5.3.2 DNA 与AEPI 相互作用的紫外光谱研究
• 5.3.3 DNA 与AEPI 相互作用的荧光光谱研究
• 5.3.4 阴离子猝灭实验
• 5.3.5 荧光偏振实验
• 5.3.6 DNA 与AEPI 作用的结合常数和作用力的确定
• 5.4 结论
• 第六章 总结与展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士期间的学术论文目录