【導(dǎo)讀】癌癥是嚴(yán)重威脅人類健康和生命的常見病和多發(fā)病，已經(jīng)成為人類死亡的第二大病因。發(fā)現(xiàn)順鉑具有抗癌活性以來，經(jīng)過30多年的發(fā)展，鉑類金屬抗癌藥物的合成應(yīng)用和研究得到了迅速的發(fā)展。此同時(shí)，研究藥物和DNA的相互作用是藥物發(fā)現(xiàn)和藥品研發(fā)過程中最重要的課題之一。G-四鏈體是富含鳥嘌呤。堿基的DNA通過氫鍵相互作用形成的四鏈螺旋結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)可以有效的抑制端粒酶的活性，它可以阻礙端粒。酶對端粒DNA引物的識別，使細(xì)胞正常凋亡，從而達(dá)到抗腫瘤的效果，近年來，以G-四鏈體為靶點(diǎn)的抗癌藥物。研究引起了人們的廣泛注意。本文的工作重點(diǎn)是合成配合物，通過紫外滴定和熒光滴定手段研究已有釕配合物對。G-四鏈體穩(wěn)定性、DNA對金屬離子的特異性識別。鉑配合物，G-四鏈體，DNA，釕配合物。

　　

【正文】 ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 4 結(jié)果和討論 配合物與 G四鏈體電子吸收光譜研究 紫外光譜是研究小分子配合物與 DNA相互作用的一種最簡便、最常用的技術(shù)。價(jià)鍵理論認(rèn)為，每個(gè)分子都有一系列嚴(yán)格分立的能級，處于低能級的分子受到光的能量激發(fā)時(shí)，可吸收特征頻率的光子而躍遷到較高的能級，進(jìn)而產(chǎn)生吸收光譜。許多小分子配合物本身在紫外可見光區(qū)有特征吸收峰，當(dāng)小分子配合物與 DNA 相互作用時(shí)，通常會出現(xiàn)相應(yīng)的特征變化，表現(xiàn)為吸收譜帶變寬、 吸收峰紅移 (或藍(lán)移 )及減色效應(yīng)）。這種現(xiàn)象的產(chǎn)生往往來源于小分子配合物發(fā)色團(tuán)與 DNA 堿基電子云的強(qiáng)烈相互作用。因此，紫外可見吸收光譜可以用來研究小分子配合物與 G四鏈體 DNA 的相互作用，進(jìn)而根據(jù)其產(chǎn)生的相應(yīng)特征變化推測其作用模式。 在紫外光譜圖中 (圖 4 4 4 44)， 300 nm 以下的吸收峰為配體間的Π Π *躍遷峰（ IL)， 而可見光區(qū) 450 nm 附近的吸收峰為配合物 的 MLCT 峰，可以歸屬為 Ru(dΠ ) dpqdf(Π *)的躍遷吸收。但是由于兩個(gè)吸收峰所在波長比較接近，因此在圖中 只表現(xiàn)為一個(gè)寬的吸收帶。配合物與兩種端粒 DNA作用后的 LC 峰和 MLCT 峰表現(xiàn)出了明顯的減色效應(yīng)和一定程度的紅移現(xiàn)象，因?yàn)镈NA 在可見光區(qū)沒有吸收，推測配合物 2在 K+、 Na+緩沖溶液環(huán)境中都能與 G四鏈體發(fā)生某種相互作用。 同時(shí)，一般認(rèn)為配合物與 DNA 作用時(shí)，峰值減小并伴隨紅移，電子吸收值改變越大，則配合物與 DNA 作用越強(qiáng)。 從圖中可以看出 ，對于 K+緩沖條件下，以 MLCT 峰看，配合物與 DNA 作用后的減色率 比在 Na+緩沖條件下的減色率 大。產(chǎn)生以上現(xiàn)象的原因可能是由于 K+環(huán)境下形成的DNA 微觀 結(jié)構(gòu)更有利于其與配合物的鍵合。 300 400 50001absW a v e l e n g t h / n m 配合物 5 u L D N A 1 0 u L D N A 1 5 u L D N A 2 0 u L D N A 2 5 u L D N A 圖 41 鉀離子緩沖溶液配合物 1與端粒 Gquadruplex作用的紫外滴定曲線 , [Ru]=10uM,450nm左右的吸收峰變化是由于 DNA濃度的增加 (從 0,1,2,3,4,5μM)。 共 32 頁 第 21 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 300 400 50001absW a v e l e n g t h / n m 配合物 5 u L D N A 1 0 u L D N A 1 5 u L D N A 2 0 u L D N A 2 5 u L D N A 圖 42 鈉離子緩沖溶液配合物 1與端粒 Gquadruplex作用的紫外滴定曲線 , [Ru]=10uM,450nm左右的吸收峰變化是由于 DNA濃度的增加 (從 0,1,2,3,4,5μM)。 300 400 50001absW a v e l e n g t h / n m 配合物 5 u L D N A 1 0 u L D N A 1 5 u L D N A 2 0 u L D N A 2 5 u L D N A 3 0 u L D N A 3 5 u L D N A 4 0 u L D N A 圖 43 鉀離子緩沖溶液配合物 2 與端粒 Gquadruplex 作用的紫外滴定曲線 , [Ru]=10uM,450nm左右的吸收峰變化是由于 DNA濃度的增加 (從 0,1,2,3,4,5,6,7,8μM)。 共 32 頁 第 22 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 300 400 50001absW a v e l e n g t h / n m 配合物 5 u L D N A 1 0 u L D N A 1 5 u L D N A 2 0 u L D N A 2 5 u L D N A 3 0 u L D N A 3 5 u L D N A 4 0 u L D N A 圖 44 鈉離子緩沖溶液配合物 2 與端粒 Gquadruplex 作用的紫外滴定曲線 , [Ru]=10uM,450nm左右的吸收峰變化是由于 DNA濃度的增加 (從 0,1,2,3,4,5,6,7,8μM)。 四種配合物在 260280 nm 附近出現(xiàn)較強(qiáng)的吸收峰，在 450 nm 附近出現(xiàn)較弱的的吸收峰，均可歸屬為配體中的Π Π *躍遷， 450 nm 附近的吸收峰對應(yīng)于金屬釕配位體電荷轉(zhuǎn)移（ MLCT）。從圖中顯示，隨著 AG3(T 2AG3)3濃度的逐漸增加，配合物在紫外區(qū)吸收光譜都能夠出現(xiàn)明顯減色現(xiàn)象和一定紅移，但 MLCT 峰的峰值與位移變化不大。以上信息表明配合物可以與 AG3(T2AG3)3 的堿基發(fā)生強(qiáng)烈的Π Π *作用 。根據(jù)圖 4 4 4 48， DNA滴定緩沖溶液 450 nm 附近的吸收峰 變化趨勢圖表明， DNA結(jié)合了釕配合物，保護(hù)了釕配合物的主配體，使得吸收峰減小 。一般對于雙鏈 DNA 來說，當(dāng)配合物以插入方式進(jìn)入 DNA 的堿基對時(shí)，與堿基對發(fā)生Π 電子堆積效應(yīng)，其Π *空軌道與堿基的Π 電子軌道發(fā)生耦合，能級下降，從而導(dǎo)致Π Π *躍遷能減小，產(chǎn)生紅移現(xiàn)象。同時(shí)，耦合后的Π 軌道因部分填充電子，使Π Π *躍遷幾率減小，產(chǎn)生減色效應(yīng)。但是，對于插入劑結(jié)合到四鏈體里面的 G四分體之間是相當(dāng)困難的，不僅僅是因?yàn)樗逆滙w是一個(gè)穩(wěn)定和剛性的結(jié)構(gòu)，同時(shí)因?yàn)槠茐乃逆滙w的完整性需要耗費(fèi)很高的能量。因此，推測配合物 1是通過堆積到 G四鏈體末端的四分體與 G四鏈體作用的，即以外部堆積模式結(jié)合的。 共 32 頁 第 23 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 0 1 2 3 4 50 .1 5 00 .1 5 50 .1 6 00 .1 6 50 .1 7 00 .1 7 50 .1 8 0IntensityC o n ce n t ra t i o n / u M 圖 45 DNA滴定鉀離子緩沖溶液配合物 1 在 450nm左右的吸收峰滴定趨勢圖， [Ru]=10uM,450nm左右的吸收峰變化是由于 DNA濃度的增加 (從 0,1,2,3,4,5μM)。 0 1 2 3 4 50 .1 5 10 .1 5 20 .1 5 30 .1 5 40 .1 5 50 .1 5 60 .1 5 70 .1 5 80 .1 5 90 .1 6 0IntensityC o n ce n t ra t i o n / u M 圖 46 DNA滴定鈉離子緩沖溶液配合物 1 在 450nm左右的吸收峰滴定趨勢圖， [Ru]=10uM,450nm左右的吸收峰變化是由于 DNA濃度的增加 (從 0,1,2,3,4,5μM)。 共 32 頁 第 24 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 0 2 4 6 80 .1 3 40 .1 3 60 .1 3 80 .1 4 00 .1 4 20 .1 4 40 .1 4 60 .1 4 80 .1 5 0Intensityco n ce n t ra t i o n / u M 圖 47 DNA滴定鉀離子緩沖溶液配合物 2 在 450nm左右的吸收峰滴定趨勢圖， [Ru]=10uM,450nm左右的吸收峰變化是由于 DNA濃度的增加 (從 0,1,2,3,4,5μM)。 0 2 4 6 80 .1 1 00 .1 1 50 .1 2 00 .1 2 50 .1 3 03 50 .1 4 0IntensityC o n ce n t ra t i o n / u M 圖 48 DNA滴定鈉離子緩沖溶液配合物 2 在 450nm左右的吸收峰滴定趨勢圖， [Ru]=10uM,450nm左右的吸收峰變化是由于 DNA濃度的增加 (從 0,1,2,3,4,5μM)。 釕配合物對端粒 G四鏈體與 DNA作用強(qiáng)度的研究 人類的端粒含有重復(fù)銜接的雙鏈 DNA 序列 (5 ′ TTAGGG): (5 ′ CCCTAA)。這些重復(fù)序 共 32 頁 第 25 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 列的 DNA 可能形成特殊的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。富 G 的鏈能在 K+、 Na+等陽離子誘導(dǎo)下形成由堆積的四分體組成通過氫鍵穩(wěn)定的 Gquadruplex 結(jié)構(gòu) 。 G四鏈體被認(rèn)為對體內(nèi)端粒酶延長端粒具有負(fù)向調(diào)控作用。目 前， G四鏈體被認(rèn)為是潛在的癌癥治療靶標(biāo)。 通常認(rèn)為，多吡啶釕配合物與 DNA 結(jié)合后，如果出現(xiàn)熒光增強(qiáng)現(xiàn)象，說明配合物與 DNA 之間發(fā)生了某種方式的結(jié)合。熒光增強(qiáng)幅度的大小，基本上可以反映出配合物與 DNA 作用的強(qiáng)弱。因此，我們也可以根據(jù)作用強(qiáng)度差異表現(xiàn)出的熒光強(qiáng)度變化來識別不同種類的 DNA。從圖 44 41 412中可以看出， DNA在 鉀、鈉離子緩沖 溶液中 幾乎沒有 發(fā)光。當(dāng)加入 配合物 2后，熒光顯著增強(qiáng) ， 推測產(chǎn)生以上結(jié)果是由于 G四鏈體末端的四分體結(jié)構(gòu)便于平面芳香環(huán)堆積，所以熒光大幅增強(qiáng)。說 明配合物與 G四鏈體的鍵合能力 很強(qiáng) 。因此可以通過觀察熒光強(qiáng)度的變化情況來識別特異性端粒結(jié)構(gòu)，圖中變化情況還顯示 K+環(huán)境下 G四鏈體的加入對配合物 1， 2 的熒光強(qiáng)度影響大于 Na+環(huán)境下的熒光強(qiáng)度變化。也說明 K+緩沖環(huán)境對著兩種結(jié)構(gòu)識別區(qū)分效果更好，這可能是由于 K+緩沖條件下形成的的 G四鏈體更有利于其與配合物的作用。 500 550 600 650 700 750 800050100150200250300IntensityW a v e l e n g t h / n m D N A 10uL 配合物 1 20uL 配合物 1 30uL 配合物 1 40uL 配合物 1 50uL 配合物 1 60uL 配合物 1 70uL 配合物 1 80uL 配合物 1 90uL 配合物 1 100uL 配合物 1 圖 49 鉀離子緩沖液中，配合物 1與 Gquadruplex作用的熒光滴定曲線， [Ru]