药用植物活性成分黄酮类化合物与核酸作用机制的研究

论文摘要

脱氧核糖核酸（DNA）是生物体中最重要的生命物质,对一些生命现象起着至关重要的作用。从分子水平上阐述DNA与小分子、离子,特别是与药物分子的相互作用机制是当前生命科学、临床医学、药物化学及化学等众多领域的热点研究课题。本论文主要运用紫外-可见、荧光光谱及其探针技术,研究了脱氧核糖核酸（DNA）与天然药物黄酮类活性成分及其稀土配合物的相互作用的分子机制,并引入化学计量学方法解析复杂体系的吸收光谱数据,从定性和定量的角度探讨黄酮化合物对DNA分子识别的模式,为高效低毒新药的设计与开发,提供理论依据。主要研究结果概述如下:1.综述了DNA的化学和生物学性质以及小分子与DNA的作用方式、研究对象及研究方法等,并对近年来天然药物黄酮类活性成分与DNA相互作用现状进行了概述,同时对小分子与DNA作用研究的发展趋势进行了展望。2.采用荧光光谱法和紫外光谱法研究了在生理酸度条件下（pH=7.40）儿茶素与脱氧核糖核酸（DNA）的作用方式。通过研究DNA与儿茶素相互作用的荧光和紫外光谱,并结合溴化乙锭荧光探针、I-离子效应、DNA熔点效应及盐效应等实验手段,证实了儿茶素与DNA主要以嵌插方式发生结合。根据DNA对儿茶素荧光的猝灭,计算出儿茶素与DNA的结合常数为9.44×104L·mol-1,结合位点数为1.18。3.以中性红为光谱探针,运用荧光光谱和紫外-可见光谱法研究了葛根素与DNA的分子识别,同时考察了离子强度和I-离子浓度对葛根素与DNA作用的影响;结果表明,在生理酸度条件下（pH7.4）,葛根素通过沟槽结合方式与DNA发生作用,DNA对葛根素荧光猝灭属于静态猝灭,测定其结合常数为1.67×105L·mol-1,结合为点数为1.19。4.在生理酸度下,采用紫外-可见光谱、荧光光谱、熔点实验、粘度实验研究了桑色素-铕配合物与DNA的相互作用。研究结果表明:桑色素-铕配合物以嵌插的方式与DNA作用。求得292K,301K和310K温度下,桑色素-铕配合物与DNA相互作用的结合常数分别为7.47×104,8.89×104和1.13×105L·mol-1,并根据结合常数计算出桑色素-铕配合物与DNA结合的热力学参数,结果表明,桑色素-铕配合物以疏水作用力嵌插到DNA碱基对之间。5.在生理酸度条件下（pH=7.4）,以中性红（NR）为荧光探针,应用紫外-可见、荧光、粘度等方法研究了山奈酚与DNA的相互作用。结果发现:山奈酚与DNA发生了嵌插作用。证明了山奈酚能与DNA形成了基态复合物的静态方式猝灭DNA-NR体系的荧光,同时计算了不同温度下山奈酚与DNA相互作用的结合常数、结合位点数和热力学参数。6.以中性红（NR）为荧光探针,应用紫外-可见、荧光、粘度等方法,研究了生理酸度条件下（pH=7.4）,山奈酚-铕配合物与DNA的相互作用。结果表明,山奈酚-铕配合物和中性红都以嵌插方式与DNA发生相互作用;计算了不同温度下,山奈酚-铕配合物与DNA作用的结合常数和热力学参数。运用交替最小二乘算法（ALS）解析了DNA-中性红-（山奈酚-铕配合物）体系的二维紫外光谱数据,分辨出混合物中各组分在反应平衡时的浓度变化趋势和光谱特征,证实了山奈酚-铕配合物与DNA发生了嵌插作用。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 DNA的组成及生物学简介
• 1.3 药物与DNA作用的方式
• 1.3.1 非共价结合
• 1.3.2 共价结合
• 1.3.3 剪切作用
• 1.3.4 研究对象
• 1.3.4.1 有机染料与DNA相互作用
• 1.3.4.2 药物小分子与DNA的相互作用
• 1.3.4.3 环境污染物与DNA的相互作用
• 1.3.4.4 金属离子及金属配合物与DNA的相互作用
• 1.3.5 常用研究方法及其特点
• 1.3.5.1 光谱法
• 1.3.5.2 NMR法
• 1.3.5.3 质谱法
• 1.3.5.4 流体力学法
• 1.3.5.5 电化学法
• 1.4 中草药活性成分黄酮类化合物与DNA相互作用的研究进展
• 1.5 展望
• 参考文献
• 第2章 儿茶素与DNA分子间的相互作用机制的研究
• 2.1 引言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 仪器与试剂
• 2.2.2 实验方法
• 2.2.2.1 DNA猝灭实验
• 2.2.2.2 UV-vis光谱
• 2.2.2.3 溴化乙锭（EB）和CAT与DNA的竞争结合实验
• 2.2.2.4 KI荧光猝灭实验
• 2.2.2.5 熔点实验
• 2.2.2.6 盐效应
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 CAT对DNA紫外吸收光谱的影响
• 2.3.2 DNA对儿茶素荧光光谱的影响
• 2.3.3 荧光猝灭机理的探讨及结合常数的求取
• 2.3.4 溴化乙锭（EB）和儿茶素对DNA的竞争结合实验
• 2.3.5 KI荧光猝灭
• 2.3.6 熔点实验
• 2.3.7 盐效应
• 2.4 结论
• 参考文献
• 第3章 葛根素与DNA相互作用的光谱学研究
• 3.1 引言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 仪器与试剂
• 3.2.2 实验方法
• 3.2.2.1 中性红与DNA作用的吸收光谱
• 3.2.2.2 葛根素对中性红-DNA复合物吸收光谱的影响
• 3.2.2.3 DNA对葛根素的荧光猝灭实验
• 3.2.2.4 DNA对中性红的荧光光谱的影响
• 3.2.2.5 葛根素对NR-DNA复合物荧光光谱的影响
• -效应'>3.2.2.6 I^-效应
• 3.2.2.7 盐效应
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 以中性红（NR）为探针研究葛根素（PUE）与DNA的作用方式
• 3.3.2 DNA对PUE的荧光猝灭
• 3.3.3 PUE和NR对DNA的竞争结合实验
• 3.3.4 KI荧光猝灭
• 3.3.5 盐效应
• 3.3.6 猝灭机理的探讨及结合常数和结合位点的求取
• 3.4 结论
• 参考文献
• 第4章 桑色素-铕配合物与DNA的作用机制
• 4.1 引言
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 仪器与试剂
• 4.2.2 实验部分
• 3+结合反应的吸收光谱的研究'>4.2.2.1 Morin与Eu³⁺结合反应的吸收光谱的研究
• 3+配合物与DNA相互作用的吸收研究'>4.2.2.2 Morin-Eu³⁺配合物与DNA相互作用的吸收研究
• 3+配合物与DNA的荧光光谱的研究'>4.2.2.3 Morin-Eu³⁺配合物与DNA的荧光光谱的研究
• 3+配合物与EB的竞争实验'>4.2.2.4 Morin-Eu³⁺配合物与EB的竞争实验
• 4.2.2.5 熔点实验
• 4.2.2.6 粘度实验
• 4.3 讨论与结果
• 3+相互作用的吸收光谱研究'>4.3.1 Morin与Eu³⁺相互作用的吸收光谱研究
• 3+配合物相互作用的紫外-可见吸收光谱'>4.3.2 DNA与Morin-Eu³⁺配合物相互作用的紫外-可见吸收光谱
• 3+配合物荧光光谱的影响'>4.3.3 DNA对Morin-Eu³⁺配合物荧光光谱的影响
• 3+配合物与EB的竞争实验'>4.3.4 Morin-Eu³⁺配合物与EB的竞争实验
• 4.3.5 熔点实验
• 4.3.6 粘度实验
• 3+配合物与DNA作用的结合常数的求取'>4.3.7 Morin-Eu³⁺配合物与DNA作用的结合常数的求取
• 4.3.8 热力学参数的确定
• 4.4 结论
• 参考文献
• 第5章 山奈酚与DNA相互作用机理的研究
• 5.1 引言
• 5.2 实验部分
• 5.2.1 仪器与试剂
• 5.2.2 实验方法
• 5.2.2.1 KAE与DNA相互作用的紫外光谱的研究
• 5.2.2.2 KAE对DNA-NR荧光光谱的影响
• 5.2.2.3 熔点实验
• 5.2.2.4 粘度实验
• 5.3 结果与讨论
• 5.3.1 KAE与DNA相互作用的紫外-可见光谱
• 5.3.2 NR荧光探针法研究KAE与DNA相互作用的荧光光谱
• 5.3.3 DNA热变性实验
• 5.3.4 粘度实验
• 5.3.5 荧光猝灭机理的探讨及结合常数的求取
• 5.3.6 热力学参数的确定
• 5.4 结论
• 参考文献
• 第6章 中性红探针研究山奈酚-铕配合物对DNA的识别
• 6.1 引言
• 6.2 实验部分
• 6.2.1 仪器与试剂
• 6.2.2 实验方法
• 3+结合的吸收光谱'>6.2.2.1 KAE与Eu³⁺结合的吸收光谱
• 6.2.2.2 NR与DNA作用的吸收光谱
• 6.2.2.3 DNA与NR作用的同步荧光光谱
• 6.2.2.4 DNA对山奈酚-铕配合物吸收光谱的影响
• 3+对DNA-NR吸收光谱的影响'>6.2.2.5 KAE-Eu³⁺对DNA-NR吸收光谱的影响
• 3+对DNA-NR同步荧光光谱的影响'>6.2.2.6 KAE-Eu³⁺对DNA-NR同步荧光光谱的影响
• 6.2.2.7 熔点实验
• 6.2.2.8 粘度实验
• 6.3 结果与讨论
• 3+相互作用的吸收光谱研究'>6.3.1 KAE与Eu³⁺相互作用的吸收光谱研究
• 6.3.2 NR与DNA的结合性质
• 3+与DNA的结合性质'>6.3.3 NR存在下KAE-Eu³⁺与DNA的结合性质
• 3+相互作用的吸收光谱'>6.3.3.1 DNA与KAE-Eu³⁺相互作用的吸收光谱
• 3+与NR竞争结合DNA实验'>6.3.3.2 KAE-Eu³⁺与NR竞争结合DNA实验
• 3+与NR竞争作用的同步荧光光谱'>6.3.3.3 KAE-Eu³⁺与NR竞争作用的同步荧光光谱
• 6.3.3.4 猝灭机理的探讨
• 6.3.3.5 熔点研究
• 6.3.3.6 粘度研究
• 6.3.3.7 结合常数及结合位点数的求取
• 6.3.3.8 热力学参数的确定
• 6.3.4 交替最小二乘算法（ALS）对二维吸收光谱数据的解析
• 6.3.4.1 ALS算法的简介
• 6.3.4.2 组分数的确定
• 6.3.4.3 ALS的最优化
• 6.3.4.4 ALS的实际应用
• 6.4 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间的研究成果
• 致谢