功能金属配合物与DNA/RNA的作用机制及其细胞毒性研究

论文摘要

核酸是生命最基本的组成物质之一。研究小分子与核酸（DNA/Yeast tRNA）的作用机理有助于人们从分子水平上了解生命现象的本质,对于以核酸为标靶的药物研究提供理论依据和基础实验数据。钌（II）多吡啶配合物在光化学、光物理、分子组装、电化学等领域的研究占有非常重要的地位,特别是在DNA分子的结构识别、金属足迹试剂、DNA介导的电子转移、无机抗癌药物以及DNA裂解试剂等方面引起了人们极大的关注。本研究工作的侧重点在于设计对核酸（DNA/Yeast tRNA）具有较大结合力、具有抗癌活性的配合物。本论文的合成工作主要包括以下几个方面:第二章,设计合成了辅助配体为单齿配体且具有良好水溶性的钌配合物:[Ru（MeIm）4L]2+（L = phen, ip, pip）,该系列配合物具有相同的辅助配体和不同的插入配体。这三个配合物与DNA作用的研究结果表明:它们均能以插入方式与DNA作用,结合能力按照插入配体phen, ip, pip的顺序增强。第三章,将不同的金属离子引入到配合物中,合成了两个异双核钌（II）-钴（III）多吡啶配合物,利用质谱和核磁对其进行了表征。实验结果表明这两个配合物与Yeast tRNA的结合常数比配合物与CT-DNA的要强,同时运用MTT法对这两个配合物的体外细胞毒性进行了初步研究。结果表明,这两个配合物对白血病细胞和肝癌细胞的生长具有抑制作用,采用姬姆萨染色试验从形态学的角度更清楚的说明了这两个配合物在一定程度上均能使癌细胞凋亡。这些研究为我们开发出新型高效低毒的抗癌药奠定了一定的基础。第四章,设计合成了带有羰基插入配体的铬（III）多吡啶配合物[Cr（PTBM）2Cl2] （ClO4）。该配合物与核酸相互作用的研究表明,无论配合物是与CT-DNA还是与yeast tRNA作用,均能以插入的方式结合到核酸的碱基对中,且前者比后者的插入作用弱。结果表明,核酸的结构能够影响配合物与其键合的强度。第五章,设计合成了配合物[Ru（bpy）2（btbtp）]（ClO4）2·2H2O与[Ru（dmb）2（btbtp）] （ClO4）)2·2H2O,利用核磁进行了表征,采用稳态荧光光谱法、紫外吸收光谱法、粘度等方法研究了其与核酸的相互作用。结果表明,辅助配体上的取代基对配合物与核酸的相互作用程度有直接的影响。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 前言
• 1.2 核酸的组成和结构
• 1.2.1 DNA 的结构
• 1.2.2 RNA 的结构
• 1.3 金属配合物与核酸相互作用的基本模式
• 1.3.1 共价结合
• 1.3.2 非共价结合
• 1.4 影响配合物与DNA 作用模式的因素
• 1.5 金属配合物与DNA 相互作用的研究方法
• 1.6 金属配合物与核酸作用的应用
• 1.6.1 基于金属配合物的抗癌药物
• 1.6.2 金属配合物作为DNA 的光断裂试剂
• 1.6.3 金属配合物作为DNA 的结构探针
• 1.6.4 金属配合物作为DNA 分子光开关
• 1.7 研究展望及课题提出
• 第2章 水溶性钌（Ⅱ）配合物与CT-DNA 的相互作用及其细胞毒性的研究
• 2.1 引言
• 2.2 实验
• 2.2.1 仪器及试剂
• 2.2.2 配体及配合物的合成路线
• 2.2.3 配体及配合物的制备
• 2.2.4 实验涉及的测试方法
• 2.3 结果和讨论
• 2.3.1 合成与表征
• 2.3.2 配合物与CT-DNA 作用的粘度研究
• 2.3.3 钌（Ⅱ）配合物与DNA 作用的电子吸收光谱滴定研究
• 2.3.4 钌（Ⅱ）配合物与DNA 作用的稳态荧光滴定研究
• 2.3.5 钌（Ⅱ）配合物与DNA 作用的CD 光谱研究
• 2.3.6 钌（Ⅱ）配合物与DNA 作用的热变性研究
• 2.3.7 钌（Ⅱ）配合物的抗肿瘤活性实验
• 2.4 小结
• 第3章 异双核钌（Ⅱ）-钴（Ⅲ）多吡啶配合物与核酸的相互作用及其细胞毒性研究
• 3.1 引言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 实验试剂
• 3.2.2 实验方法
• 3.2.3 配体及配合物的合成
• 3.3 结果和讨论
• 3.3.1 配合物的表征
• 3.3.1.1 配合物的1H NMR 谱图
• 3.3.1.2 配合物的电子吸收光谱
• 3.3.2 钌（Ⅱ）-钴（Ⅲ）配合物与DNA/yeast tRNA 作用的电子吸收光谱研究
• 3.3.3 配合物与DNA/yeast tRNA 作用的稳态荧光研究
• 3.3.4 配合物与DNA 作用的粘度研究
• 3.3.5 配合物与DNA/yeast tRNA 作用的CD 光谱研究
• 3.3.6 细胞毒性的研究
• 3.4 小结
• 第4章 铬（Ⅲ）多吡啶配合物与核酸的相互作用
• 4.1 引言
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 实验试剂
• 4.2.2 实验方法
• 4.2.3 配体及配合物的合成
• 4.3 结果和讨论
• 4.3.1 合成和表征
• 4.3.2 铬（Ⅲ）配合物与DNA/yeast tRNA 键合性质的研究
• 4.3.3 铬（Ⅲ）配合物与DNA/yeast tRNA 荧光性质的研究
• 4.3.4 铬（Ⅲ）配合物与DNA 作用的粘度研究
• 4.4 小结
• 第5章 辅助配体上取代基对钌（Ⅱ）配合物与核酸作用的影响
• 5.1 引言
• 5.2 实验部分
• 5.2.1 实验试剂
• 5.2.2 实验方法
• 5.2.3 配体及配合物的合成
• 5.3 结果和讨论
• 1H NMR 谱图'>5.3.1 配合物的¹H NMR 谱图
• 5.3.2 配合物在有机溶剂中紫外-可见光谱研究
• 5.3.3 配合物与核酸相互作用的电子光谱研究
• 5.3.4 两种配合物与核酸（DNA/yeast tRNA）作用的稳态荧光研究
• 5.4 小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历及在学期间的研究成果