小分子化合物与生物大分子DNA相互作用性质的研究

论文摘要

本论文可以分为以下三个部分:第一部分合成了一新型的含有尿嘧啶基团的杯芳烃衍生物UC,并采用红外,ESI-MS,1HNMR和元素分析的方法进行了表征。作者采用电喷雾质谱（ESI-MS）和LB膜的方法研究了UC对核苷和碱基的分子识别性质。ESI-MS的结果表明UC可以从核苷或碱基的混合物中识别出腺嘌呤和腺苷,并形成了UC-腺嘌呤和UC-腺苷的超分子复合物。而LB膜的结果也表明在气-液表面形成了UC与腺嘌呤,腺苷和ATP·Na2的超分子复合物,所形成的超分子复合物的单分子截面随着亚相中物质（即底物或客体）的分子截面的增大而增大。作者还采用紫外滴定和粘度测试的方法研究了UC与CT-DNA的相互作用,结果表明:UC可以以经典插入的模式与DNA作用,并与DNA形成1:1的超分子化合物;这是由于UC中的碱基尿嘧啶插入到了DNA的碱基对中间,起到了识别DNA的作用。此外,采用琼脂糖凝胶电泳的方法研究了UC对断裂pBR322 DNA的催化作用,结果发现:在温度37℃条件下,UC的存在对H2O2断裂pBR322 DNA起到了超分子催化的作用,使DNA从闭环超螺旋的FormⅠ型转变为缺刻的FormⅡ型。本部分成果为开发新型的含有杯芳烃基团的核苷识别试剂和用于DNA定点切割的模拟酶试剂提供了理论的支持。第二部分设计合成并表征了一个新型的双齿Ru（Ⅱ）多吡啶配合物[Ru（tbz）2（dppz）]（ClO4）2,并采用紫外滴定,荧光,粘度测试的方法研究了该配合物与CT-DNA的作用强度与作用模式。实验结果表明,在辅助配体中引入富含电子的S原子后,虽然导致整个配合物的电子云密度升高,但并没有改变此类配合物通过插入配体dppz以经典插入模式与DNA结合的性质,并且具有较高的结合常数（2.1×106）。琼脂糖凝胶电泳实验的结果表明,富含电子的S原子的引入有效地改善了dppz类配合物光断裂0DNA的性质,可以使pBR322 DNA在光照的条件下由闭环超螺旋的FormⅠ型转变为缺刻的FormⅡ型;相应机理研究的结果表明断裂的活性物质可能是单线态氧1O2。第三部分设计合成并表征了两个新型的三齿多吡啶配体和五个新型的三齿Ru（Ⅱ）多吡啶配合物,采用紫外光谱滴定,DNA热变性实验,荧光EB竞争实验,粘度实验的方法研究了配合物与DNA的作用强度和结合模式,并讨论了配合物的电子排布及取代基的极性和位阻效应对配合物与DNA作用强度的影响,解释了配合物与DNA作用的规律。实验结果表明,五个配合物均能够以插入的模式与DNA相结合,并且结合强度1＞2,3＞4＞5。琼脂糖凝胶电泳实验表明,在光照的条件下五个配合物均不能够断裂pBR322 DNA。说明这五个配合物可以在与DNA作用的同时而不对DNA的结构造成损伤,可以发展成为很好的DNA结构探针。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 前言
• 1.1 关于生物化学的一般介绍
• 1.1.1 核酸的组成及结构
• 1.1.2 DNA与配合物作用的几种模式
• 1.1.3 金属配合物与DNA作用的研究方法
• 1.1.4 金属配合物与DNA相互作用的一些应用
• 1.2 关于超分子化学的一般介绍
• 1.2.1 超分子化学简介
• 1.2.2 超分子化学与生命科学
• 1.2.3 杯芳烃及其衍生物的超分子化学及其分子识别性质的研究
• 1.2.4 杯芳烃及其衍生物的超分子催化性质和在模拟酶中的应用
• 1.3 本论文的研究思路及选题意义
• 1.3.1 杯芳烃衍生物对碱基、核苷和DNA的分子识别作用以及其模拟酶性质的研究
• 1.3.2 Ru（Ⅱ）多吡啶配合物与DNA相互作用的研究
• 第二章 含有核苷识别基团的杯芳烃衍生物的合成、表征及其性质研究
• 2.1 引言
• 2.2 药品与仪器
• 2.2.1 主要药品
• 2.2.2 仪器
• 2.3 含有尿嘧啶基团的杯芳烃衍生物（UC）的合成与表征
• 2.3.1 化合物Ⅰ-Ⅵ的合成
• 2.3.2 尿嘧啶乙酸（UA）的合成与表征
• 2.3.3 杯芳烃衍生物UC的合成与表征
• 2.4 UC与核苷及碱基的识别作用的研究
• 2.4.1 电喷雾质谱法研究UC与核苷碱基的分子识别作用
• 2.4.2 LB膜法研究UC与核苷碱基的分子识别作用
• 2.5 UC与DNA作用的研究
• 2.5.1 实验方法
• 2.5.2 实验结果及讨论
• 2.6 小结
• 第三章 含硫原子的双齿Ru（Ⅱ）多吡啶配合物的合成、表征及其与DNA作用性质的研究
• 3.1 引言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 主要试剂
• 3.2.2 实验仪器
• 3.2.3 实验方法
• 3.2.4 配合物的合成
• 3.2.5 关于合成的讨论
• 3.3 配合物的表征及其光物理和光化学性质
• 3.3.1 配合物的表征
• 3.3.2 配合物的紫外吸收光谱和荧光光谱
• 3.3.3 配合物的电化学研究
• 3.4 配合物与DNA作用性质的研究
• 3.4.1 紫外光谱滴定
• 3.4.2 DNA的热变性实验
• 3.4.3 配合物与DNA作用的稳态荧光光谱研究
• 3.4.4 配合物与DNA作用的粘度研究
• 3.5 配合物对pBR322 DNA的光断裂作用
• 3.6 小结
• 4）₂的合成及其与DNA作用性质的研究'>第四章 三齿Ru（Ⅱ）多吡啶配合物[Ru（tpy）（L）]（ClO₄）₂的合成及其与DNA作用性质的研究
• 4.1 引言
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 主要试剂
• 4.2.2 实验仪器及实验方法
• 4.2.3 配体的合成
• 4.2.4 配合物的合成
• 4.2.5 关于合成的讨论
• 4.3 配合物的表征及其光物理和光化学性质
• 4.3.1 配合物的表征
• 4.3.2 配合物的紫外吸收光谱和荧光发射光谱
• 4.3.3 配合物的电化学性质
• 4.4 配合物与DNA作用性质的研究
• 4.4.1 紫外滴定
• 4.4.2 DNA的热变性研究
• 4.4.3 配合物与DNA作用的EB竞争研究
• 4.4.4 配合物与DNA作用的粘度研究
• 4.4.5 配合物对pBR322 DNA的光断裂作用
• 4.4.6 配合物与DNA作用的理论解释
• 4.5 小结
• 第五章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.1.1 具有核苷识别功能的杯芳烃衍生物的合成,表征及其超分子识别性质和模拟酶性质的研究
• 5.1.2 Ru（Ⅱ）多吡啶配合物与DNA作用性质的研究
• 5.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 个人简历 在读期间发表的学术论文与研究成果