新型含氧钒配合物的合成、表征及其与DNA相互作用的研究

论文摘要

金属配合物与DNA分子相互作用的研究一直是众多学者广泛关注的热点。某些小分子金属配合物,可选择性地以肿瘤细胞的DNA为作用靶点,用于DNA分子结构与构象的探针。由于它们在生物有机体中参与DNA依赖的电子转移,常作光敏剂等用于临床癌症的诊断和治疗。作为人体组织内的必需微量元素,金属钒具有多样的生物活性,例如抗糖尿病、抗肿瘤、抗结核病等。近年研究发现钒化合物还具有潜在的抗肿瘤活性,因此了解金属钒配合物与肿瘤组织DNA的相互作用显得十分必要。目前关于含氧钒配合物与DNA分子的作用方式及机制还不是十分清楚,有待进一步的研究。另外,小分子金属配合物由于结构与生物体细胞内的某些天然抗氧化剂,如超氧化物歧化酶SOD（Superoxide Dismutase）的结构类似,可能具有潜在的抗氧化生物活性。至今关于含氧钒金属配合物的抗氧化活性,尤其是体外清除羟自由基（·OH）的实验尚未见报道,这方面的研究对寻找新型抗氧化剂及药物具有重要意义。本文设计合成了一系列小分子含氧钒配合物,重点研究了它们与小牛胸腺DNA（CT-DNA）的作用方式及作用强弱,实验测试了部分含氧钒配合物与质粒PBR322 DNA（PBR322 plasmid DNA）的光断裂作用。此外,还初步研究了这些含氧钒配合物体外对·OH的清除作用。主要工作包括:1、设计合成了6个以水杨醛缩氨基硫脲Schiff碱为主配体,菲咯啉（phen）或联吡啶（bipy）为辅助配体的含氧钒配合物,通过元素分析、UV、ES-MS、1H NMR等方法对这些化合物进行了表征。2、采用电子吸收光谱（electronic absorption spectra）、荧光光谱（fluorescence spectra）、粘度测定（viscosity measurement）、圆二色谱（circular dichroism）及热变性（thermal denaturation）实验等研究了这些新型含氧钒配合物与CT-DNA的作用模式及作用强弱,并根据Schiff碱含氧钒配合物结构上的差异,从电子效应和插入基团共轭体系大小两个方面对它们与CT-DNA的作用强弱进行了分析。实验结果表明,这些Schiff碱含氧钒配合物均以插入方式与DNA分子结合,而且Schiff碱芳环上无取代基的含氧钒配合物与CT-DNA的作用强度大于其芳环上有氯、溴等吸电子基取代的含氧钒配合物。以phen为辅助配体的Schiff碱含氧钒配合物与CT-DNA的作用强度大于以bipy为辅助配体的Schiff碱含氧钒配合物。3、测试了与CT-DNA作用较强的两个含氧钒配合物VO（s）（p）和VO（s）（b）对PBR322 DNA的光催化断裂作用。实验表明,它们在光催化条件下能有效断裂PBR322 DNA,并且VO（s）（p）对PBR322 DNA的光断裂效果要优于VO（s）（b）。4、以番茄红素为底物,通过Fenton反应产生·OH,测试了这些含氧钒配合物对·OH的清除效果。实验结果表明,这些钒配合物具有清除·OH的活性。随着配合物浓度的增大,它们对·OH的清除率先增大,后减小。当浓度为4μM或6μM时,它们对·OH的清除率最大。上述实验结果为进一步了解小分子化合物与DNA分子的作用机制提供了实验依据。为开发以DNA分子为作用靶点的抗肿瘤药物和寻找高效低毒的人工合成抗氧化剂提供一定的实验基础。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 含氧钒配合物的研究概况
• 1.2 含氧钒配合物与DNA 作用的研究
• 1.2.1 DNA 的化学组成与结构
• 1.2.2 含氧钒配合物与DNA 的作用模式
• 1.2.3 含氧钒配合物与DNA 作用的研究方法
• 1.3 选题意义
• 第二章 Schiff 碱含氧钒配合物的合成及结构表征
• 2.1 前言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 实验试剂
• 2.2.2 实验仪器及测试条件
• 2.3 Schiff 碱含氧钒配合物的合成
• 2.3.1 水杨醛缩氨基硫脲schiff 碱的合成
• 2.3.2 5-氯水杨醛缩氨基硫脲schiff 碱的合成
• 2.3.3 3,5-二溴水杨醛缩氨基硫脲schiff 碱的合成
• 2.3.4 含氧钒配合物VO（s）（p）合成
• 2.3.5 含氧钒配合物VO（5-cls）（p）合成
• 2.3.6 含氧钒配合物VO（3,5-dibrs）（p）合成
• 2.3.7 含氧钒配合物VO（s）（b）合成
• 2.3.8 含氧钒配合物VO（5-cls）（b）合成
• 2.3.9 含氧钒配合物VO（3,5-dibrs）（b）合成
• 2.4 Schiff 碱含氧钒配合物的表征
• 2.4.1 元素分析和质谱
• H-NMR 谱'>2.4.2 配合物的1^H-NMR 谱
• 2.4.3 紫外-可见吸收光谱
• 2.5 小结
• 第三章 Schiff 含氧钒配合物与DNA 相互作用的研究
• 3.1 引言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 材料与仪器.
• 3.2.2 缓冲溶液的配制
• 3.2.3 DNA 和Schiff 碱含氧钒配合物浓度的确定
• 3.2.4 Schiff 碱含氧钒配合物与DNA 作用的研究方法
• 3.2.5 琼脂糖凝胶电泳的实验
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 含氧钒配合物与DNA 作用的紫外光谱
• 3.3.2 含氧钒配合物与CT-DNA 作用的荧光光谱
• 3.3.3 含氧钒配合物与CT-DNA 作用的荧光淬灭
• 3.3.4 含氧钒配合物与CT-DNA 作用的粘度测定
• 3.3.5 含氧钒配合物与CT-DNA 作用的圆二色谱
• 3.3.6 含氧钒配合物与CT-DNA 作用的热变性研究
• 3.3.7 含氧钒配合物与PBR322 DNA 的光断裂研究
• 3.4 小结
• 第四章 Schiff 碱含氧钒配合物对·OH 的清除活性研究
• 4.1 引言
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 材料与仪器
• 4.2.2 缓冲溶液的配制
• 4.2.3 Schiff 碱含氧钒配合物清除·OH 的研究方法
• 4.3 结果与讨论
• 4.4 小结
• 参考文献
• 硕士攻读学位期间发表的论文
• 致谢
• H NMR 图谱'>附录Ⅰ Schiff 碱含氧钒配合物的 1^H NMR 图谱
• 附录Ⅱ Schiff 碱含氧钒配合物的 ESI-MS 图谱