【導讀】癌癥是嚴重威脅人類健康和生命的常見病和多發(fā)病，已經成為人類死亡的第二大病因。發(fā)現順鉑具有抗癌活性以來，經過30多年的發(fā)展，鉑類金屬抗癌藥物的合成應用和研究得到了迅速的發(fā)展。此同時，研究藥物和DNA的相互作用是藥物發(fā)現和藥品研發(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構。這種結構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，使細胞正常凋亡，從而達到抗腫瘤的效果，近年來，以G-四鏈體為靶點的抗癌藥物。研究引起了人們的廣泛注意。本文的工作重點是合成配合物，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。價鍵理論認為，每個分子都有一系列嚴格分立的能級，處于低能級的分子受到光的能量激發(fā)時，可吸收特征頻率的光子而躍遷到較高的能級，進而產生吸收光譜。許多小分子配合物本身在紫外可見光區(qū)有特征吸收峰，當小分子配合物與 DNA 相互作用時，通常會出現相應的特征變化，表現為吸收譜帶變寬、 吸收峰紅移 (或藍移 )及減色效應）。這種現象的產生往往來源于小分子配合物發(fā)色團與 DNA 堿基電子云的強烈相互作用。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，進而根據其產生的相應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。但是由于兩個吸收峰所在波長比較接近，因此在圖中 只表現為一個寬的吸收帶。配合物與兩種端粒 DNA作用后的 LC 峰和 MLCT 峰表現出了明顯的減色效應和一定程度的紅移現象，因為DNA 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，一般認為配合物與 DNA 作用時，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。 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。產生以上現象的原因可能是由于 K+環(huán)境下形成的DNA 微觀 結構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 附近出現較強的吸收峰，在 450 nm 附近出現較弱的的吸收峰，均可歸屬為配體中的Π Π *躍遷， 450 nm 附近的吸收峰對應于金屬釕配位體電荷轉移（ 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明顯減色現象和一定紅移，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)生強烈的Π Π *作用 。根據圖 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結合了釕配合物，保護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，當配合物以插入方式進入 DNA 的堿基對時，與堿基對發(fā)生Π 電子堆積效應，其Π *空軌道與堿基的Π 電子軌道發(fā)生耦合，能級下降，從而導致Π Π *躍遷能減小，產生紅移現象。同時，耦合后的Π 軌道因部分填充電子，使Π Π *躍遷幾率減小，產生減色效應。但是，對于插入劑結合到四鏈體里面的 G四分體之間是相當困難的，不僅僅是因為四鏈體是一個穩(wěn)定和剛性的結構，同時因為破壞四鏈體的完整性需要耗費很高的能量。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作用強度的研究 人類的端粒含有重復銜接的雙鏈 DNA 序列 (5 ′ TTAGGG): (5 ′ CCCTAA)。這些重復序 共 32 頁 第 25 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 列的 DNA 可能形成特殊的拓撲結構。富 G 的鏈能在 K+、 Na+等陽離子誘導下形成由堆積的四分體組成通過氫鍵穩(wěn)定的 Gquadruplex 結構 。 G四鏈體被認為對體內端粒酶延長端粒具有負向調控作用。目 前， G四鏈體被認為是潛在的癌癥治療靶標。 通常認為，多吡啶釕配合物與 DNA 結合后，如果出現熒光增強現象，說明配合物與 DNA 之間發(fā)生了某種方式的結合。熒光增強幅度的大小，基本上可以反映出配合物與 DNA 作用的強弱。因此，我們也可以根據作用強度差異表現出的熒光強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。當加入 配合物 2后，熒光顯著增強 ， 推測產生以上結果是由于 G四鏈體末端的四分體結構便于平面芳香環(huán)堆積，所以熒光大幅增強。說 明配合物與 G四鏈體的鍵合能力 很強 。因此可以通過觀察熒光強度的變化情況來識別特異性端粒結構，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 的熒光強度影響大于 Na+環(huán)境下的熒光強度變化。也說明 K+緩沖環(huán)境對著兩種結構識別區(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]