DNA和环糊精与小分子的竞争性作用

论文摘要

小分子化合物与生物大分子相互作用的研究已经成为化学生物学中重要的研究课题之一。本文详细地论述了核酸测定与分析技术的发展状况和研究核酸与小分子的相互作用机理。论文主要采用吸光光度法、荧光光度法、共振光散射法,研究了芘及其衍生物1-氨基芘测定核酸的分析化学性能,同时利用荧光光谱法探讨了与核酸作用的机理（包括结合常数、结合方式、核酸对化合物的猝灭类型、作用方式等）,从分子角度揭示了小分子与核酸的作用机制,对发展核酸医药制品、研究核酸的生物化学反应以及对疾病的诊断和防治等方面均有重要的意义。并且借助于环糊精的模拟酶功能,将靶向分子包合构筑成超分子体系并用于研究与生物大分子的作用,有助于了解抗肿瘤、抗癌药物的作用机理,为临床上设计更为有效的药物提供理论指导,而且对开发新型生物传感器有着重要的意义。论文共分为四章,各章内容概述如下。第一章:阐述了近年来在生物大分子DNA与小分子相互作用研究领域的研究进展情况,归纳了生物大分子DNA与小分子相互作用的种类、方式及特点,总结了研究它们相互作用所采用的各种方法,说明了该研究对生物、医学及化学上的重要意义。并对环糊精超分子组装体系与DNA的相互作用进行了阐述,为深入研究小分子化合物与DNA的键合与识别机理,理解DNA与小分子的作用原理,寻找、筛选及研制开发药效高、抗癌或抗菌及毒副作用小的新药提供了理论依据。第二章:通过分子荧光、共振光散射光谱、荧光猝灭试验和黏度试验,证明了芘分子与DNA分子之间的结合方式是嵌插结合。基于荧光光谱的改变,可以得出在0.10 mol·L-1Tris-HCl缓冲溶液（pH=7.2）条件下,芘与DNA以及芘-环糊精被DNA猝灭的猝灭常数KSV值以及与DNA相作用的结合常数（K）和结合位点数（n）。而且通过引入环糊精（CDs）,由于其独特的内疏水外亲水的特性对芘分子的包合而引起的光信号的改变,更好的考察了芘分子与DNA大分子之间的结合方式。比较可知,在CDs存在下,DNA与芘相互作用时,存在竞争作用。又通过黏度试验进一步证明,芘分子嵌入到DNA的双螺旋内部,DNA的相对黏度随之升高。实验结果证明,芘分子与DNA分子之间主要是嵌插结合作用。第三章:用光谱法研究了1-氨基芘以及1-氨基芘-环糊精超分子与DNA的相互作用。结果表明,在pH 2.4的缓冲溶液中,带正电荷的氨基与DNA带负电荷的磷酸基团发生非特异性的静电作用,而芘环则平行插入到DNA的碱基对中。在环糊精存在时,由结合常数可知与1-氨基芘作用时,环糊精与DNA之间存在竞争作用,进一步证明了1-氨基芘与DNA之间是两种方式的共同作用。第四章:小分子是研究核酸分子结构、状态与功能的重要探针。综合前两章的研究工作,对芘这类平面四环型芳烃与环糊精及DNA作用的特点进行了探讨。环糊精由于其空腔大小,客体分子由于其分子尺寸和取代基团的不同,其包结比也不同。芘、1-氨基芘在与DNA作用时都是芘环平行插入到DNA双螺旋结构中,-NH3+取代基的引入增强了其与DNA的结合强度。在与小分子作用时,CDs与DNA之间存在竞争作用。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1.1 引言
• 1.2 研究现状
• 1.3 小分子与DNA相互作用研究
• 1.3.1 小分子与DNA相互作用方式
• 1.3.2 用于研究与DNA相互作用的小分子种类
• 1.3.3 小分子与DNA相互作用的研究方法
• 1.4 环糊精包合物与DNA相互作用研究
• 1.4.1 环糊精介绍
• 1.4.2 环糊精包合物与DNA的相互作用
• 1.5 本论文主要研究内容及意义
• 1.5.1 主要研究内容
• 1.5.2 研究意义
• 参考文献
• 第二章 DNA和环糊精与芘分子的竞争性超分子相互作用
• 2.1 引言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 仪器和试剂
• 2.2.2 实验方法
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 环糊精对芘分子的包合作用
• 2.3.2 芘分子与DNA之间的相互作用
• 2.3.3 芘-CDs配合物与DNA之间的相互作用
• 2.3.4 荧光猝灭试验
• 2.3.5 黏度实验
• 2.4 小结
• 参考文献
• 第三章 DNA和环糊精与1-氨基芘分子的竞争性超分子相互作用
• 3.1 引言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 仪器和试剂
• 3.2.2 实验方法
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 环糊精对1-氨基芘分子的包合作用
• 3.3.2 1-氨基芘分子与DNA之间的相互作用
• 3.3.3 1-氨基芘-CDs配合物与DNA之间的相互作用
• 3.3.4 盐效应
• 3.3.5 KI实验
• 3.4 小结
• 参考文献
• 第四章 结论
• 4.1 芘、1-氨基芘与环糊精的作用
• 4.2 芘、1-氨基芘与DNA的相互作用
• 4.3 芘、1-氨基芘的环糊精包合物与DNA的相互作用
• 4.4 小结
• 参考文献
• 硕士期间完成的论文
• 致谢