【正文】 態(tài)的最低振動能級，同時以光量子的形式發(fā)射能量，即為熒光。當配合物插入到DNA 堿基對時，對應的吸收峰產(chǎn)生明顯的減色效應，并伴有一定程度的紅移。一般來說，結(jié)構(gòu)越有序，吸收值越低。其中金屬離子向配體的電子躍遷發(fā)生在金屬離子具有充滿的或接近充滿的t2g 軌道，而配體具有最低空Π軌道的配合物中。配合物與 DNA 結(jié)合后，使合物所處的環(huán)境發(fā)生改變，吸收光譜波長和吸收強度發(fā)生變化，配合物與DNA 作用方式不同，則波長和吸收強度變化不同。一般來說，DNA 加入金屬配合物后，會對配合物的光、氧化還原等化學物理性質(zhì)產(chǎn)生影響，通過研究DNA加入前后配合物性質(zhì)的變化可對配合物與DNA的相互作用進行初步研究。外部堆積模式來有許多結(jié)構(gòu)特點來維持整個分子能量穩(wěn)定，末端G四分體更容易與配體形成共軛結(jié)構(gòu)，結(jié)合位點較易識別，動力學穩(wěn)定， 化合物的作用模式更傾向于外部堆積模式。由于溶液中小分子配體G四鏈體之間的結(jié)合處于動態(tài)平衡狀態(tài)，導致NMR圖譜很難解析，因此，關(guān)于復合物的NMR結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)非常缺乏，給研究小分子配體的結(jié)合模式帶來了困難。即小分子配體插入到兩個 G四鏈體之間；3) 非特異結(jié)合模式。1) 外部堆積模式。分子模擬顯示，配體可以非共價鍵結(jié)合形式堆積在末端G四分體上，結(jié)合在溝上、環(huán)上或插入兩個 G四分體平面之間。 （4）用熒光光譜、紫外光譜觀察兩種不同輔助配體的釕配合物與 DNA 的 G四鏈體的鍵合作用及性質(zhì)。主要做了以下工作：（1）合成配體 dpqdf。綜合以上所述，G四鏈體與端粒、端粒酶和腫瘤的關(guān)系可以歸結(jié)為下面這個流程圖。G四螺旋結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定劑或 G四螺旋形成誘導劑的優(yōu)勢在于 G四螺旋結(jié)構(gòu)具有特異性，故具備更強的選擇性，從而大大降低了傳統(tǒng)化療藥物的毒性。端粒酶抑制劑的研究主要針對其不同的組分及不同的結(jié)構(gòu)，由于 G四螺旋能阻斷 RNA 聚合酶，因此當基因密碼區(qū)的富含 G 重復序列形成 G四螺旋而又不易解聚時，會起到抑制 RNA聚合酶的作用，從而引起早期轉(zhuǎn)錄的停止。由此說明端粒酶與細胞的惡性轉(zhuǎn)化及維持分裂增殖具有密切的關(guān)系。在正常的體細胞中，端粒酶的活性得到抑制，所以細胞每分裂一次，端粒就會縮短一些，當達到一個臨界長度時，細胞染色體就會失去穩(wěn)定性，然后細胞將發(fā)生衰亡和凋亡。在胚胎發(fā)育期，端粒酶的活性很高，而在成熟體細胞中端粒酶的活性則會被關(guān)閉，以此來調(diào)控細胞的生長、分化和衰老。端粒酶是一種核酸蛋白質(zhì)復合物，它能以自身RNA為模板，將真核生物染色體末端端粒DNA加以延伸的酶，所以它又被稱為特化RNA依賴性 DNA聚合酶、反轉(zhuǎn)錄酶、端粒末端轉(zhuǎn)移酶。而端粒的長短可由端粒酶調(diào)節(jié)。共 32 頁 第 8 頁┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊裝┊┊┊┊┊訂┊┊┊┊┊線┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊ 圖 左圖為人染色體末端的端粒 DNA；右圖為人端粒結(jié)構(gòu)示意圖正常細胞的端粒隨著細胞分裂進行性縮短，在每一次的復制循環(huán)中端粒都要減少50100個堿基對，細胞在進行大約50次分裂后就開始衰亡。正是由于這個閉合結(jié)構(gòu)，端粒顯現(xiàn)出了對于染色體的穩(wěn)定及其基因組的完整非常重要的作用，它為染色體末端提供保護性，防止染色體互相融合、重組及一些外切酶、連接酶的作用，防止DNA的損傷，并計數(shù)在線性DNA 復制時出現(xiàn)的末端DNA片斷的丟失。端粒的主體是雙螺旋結(jié)構(gòu)，富GT 鏈與富CA 鏈配對，但3′末端突出為一段單鏈懸掛。不同物種的端粒DNA序列存在差異，但都以富含鳥嘌呤(G)的重復序列為特征。由于缺乏模板的引導，染色體合成過程中傳統(tǒng)的DNA 聚合酶就無法完全合成這個末端懸掛，從而造成端粒縮短，這就是所謂的“末端復制問題” 。它是染色體末端的一種特殊結(jié)構(gòu)，能防止染色體DNA 降解、末端融合、缺失及非正常重組維持染色體的完整和穩(wěn)定，并保證細胞正常分化。共 32 頁 第 7 頁┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊裝┊┊┊┊┊訂┊┊┊┊┊線┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊圖 幾種典型的 G四鏈體結(jié)構(gòu) a：分子間四聚體結(jié)構(gòu)(平行)；b：分子間二聚體鄰位發(fā)夾型結(jié)構(gòu)(反平行) ；c：分子內(nèi)椅狀結(jié)構(gòu)(反平行)；d：分子內(nèi)藍狀結(jié)構(gòu)(反平行) ；e ：分子內(nèi)螺旋槳狀結(jié)構(gòu) (平行)；f：分子內(nèi)混合型結(jié)構(gòu) G四鏈體與端粒、端粒酶和腫瘤的關(guān)系 端粒是由高度重復序列的端粒DNA 和端粒結(jié)合蛋白組成的復合物。大量研究表明含不同 G 序列所形成的四螺旋結(jié)構(gòu)是不同的，即使是相同的序列也可以按不同的方式進行組裝。N NNNRHNHHONNNNRHNHHONNNNRHNHHONNNNRH N HHO圖 17 Gquadruplex 結(jié)構(gòu)大量研究表明含不同 G 序列所形成的四螺旋結(jié)構(gòu)是不同的，即使是相同的序列也可以按不同的方式進行組裝。四鏈體四鏈體之間通過ππ作用相互堆積結(jié)合在一起。其中每個G 堿基既是氫鍵的受體，又是氫鍵的給體，他們在結(jié)構(gòu)上是等價的。在4條鏈中相應的的G之間形成的四分體平面層層堆疊，就形成一段極其穩(wěn)定的四鏈體DNA結(jié)構(gòu)（見圖17 ） 。四鏈體結(jié)構(gòu)是由富含G DNA單鏈，在特定離子強度和pH值條件下，由單鏈之間或單鏈內(nèi)對應的G殘基形成Hoogsteen 堿基配對，從而使四條或四段富G DNA單鏈旋聚成一段特殊的DNA二級結(jié)構(gòu)。此外，G四鏈體結(jié)構(gòu)作為一種特殊的 DNA二級結(jié)構(gòu)，與普通雙鏈具有顯著的結(jié)構(gòu)差異，可以成為藥物選擇性識別的靶點。圖 16 三螺旋 DNA 結(jié)構(gòu)共 32 頁 第 6 頁┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊裝┊┊┊┊┊訂┊┊┊┊┊線┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊ G四鏈體與端粒、端粒酶和腫瘤的關(guān)系 G四鏈體G四鏈體（ Gquadruplex）是一類特殊的DNA二級結(jié)構(gòu)，在基因組中的一些鳥嘌呤富集區(qū)域，具有形成這一特殊結(jié)構(gòu)的傾向。形成三螺旋DNA的第三條鏈的抗酶括性、水溶性、脂溶性和毒副作用等因素直接影響其作為治療藥物的可能性。三螺旋DNA一般是由一條寡核苷酸鏈通過與雙鏈DNA形成Hoogsteen 鍵或反Hoogsteen 鍵，在其大溝處緊密纏繞而成。它是指DNA中單鏈與雙鏈、雙鏈之間的相互作用形成的三鏈或四鏈結(jié)構(gòu)，由DNA雙螺旋進一步扭曲，包括線狀雙鏈中間可能有的扭結(jié)和超螺旋、多重螺旋及環(huán)狀DNA 中諸如超螺旋和連環(huán)之類的各種拓撲學狀態(tài)。改變一定的外界環(huán)境條件，如溫度、相對濕度、鹽的濃度以及有機溶劑等可以使這些構(gòu)型進行相互的轉(zhuǎn)化，并且這些轉(zhuǎn)變從本質(zhì)上都是改變核酸分子的內(nèi)在運動來實現(xiàn)的。雙鏈DNA 的構(gòu)象與其核苷酸序列和堿基組成有密切關(guān)系。在不同濕度和鹽濃度下，DNA的雙螺旋有著不同的構(gòu)象。DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)是DNA二級結(jié)構(gòu)的一種重要形式，它是指兩條脫氧多核苷酸鏈反向平行盤繞所形成的雙螺旋結(jié)構(gòu)。圖 14 核酸一級結(jié)構(gòu)模型第二，DNA的二級結(jié)構(gòu)。堿基間遵循堿基互補配對原則，即腺嘌呤(A) 一定與胸腺嘧啶(T)配對，鳥嘌呤(G)一定與胞嘧啶(C)配對。DNA 分子的結(jié)構(gòu)，有以下三種：第一，DNA 的一級結(jié)構(gòu)。RNA 主要由含腺嘌呤(A) 、鳥嘌呤(G)、胞嘧啶 (C)和尿嘧啶(U) 的核苷酸構(gòu)成。核苷酸中的堿基分為嘌呤和嘧啶兩類。單個核苷酸是由堿基、戊糖和磷酸三部分構(gòu)成的。因此，以抑制端粒酶活性為目標的腫瘤基因治療研究已成為一種新的藥物作用靶點，而且極有希望成為最安全、有效的治療腫瘤的理想途徑。研究發(fā)現(xiàn)，端粒酶能保證端麗的正常復制。在生理狀況下，隨著細胞分裂次數(shù)增加，端粒在復制分裂過程中將逐漸丟失堿基，從而使端粒漸進性縮短。端粒是真核細胞染色體末端富含鳥嘌呤的 DNA 重復序列及一些結(jié)合蛋白組成的特殊結(jié)構(gòu)。因此，核酸是現(xiàn)代生物化學、分子生物學和醫(yī)學的重要基礎(chǔ)之一。生物體內(nèi)核酸常與蛋白質(zhì)結(jié)合形成核蛋白。 核酸的組成與結(jié)構(gòu) 概述構(gòu)成生命物質(zhì)的兩類主要大分子是蛋白質(zhì)和核酸。第三代鉑類代表化合物樂鉑（），樂鉑全稱是環(huán)丁烷乳酸鹽二甲胺合鉑(Ⅱ) ，研究表明，該藥的抗腫瘤效果與順鉑、卡鉑的作用相當或者更好，毒性作用與卡鉑相同， 且與順鉑無交叉耐藥。順鉑是第一代鉑類抗癌藥物（），該藥的使用局限性是它的耐藥性及劑量毒性人體器官尤其是對腎臟的損害較大。順鉑和卡鉑所獲得的成就極大地鼓舞了各國學者積極研究更好、更有效的鉑類抗癌新藥。如今，順鉑和卡鉑已成為癌癥化療中不可缺少的藥物。除此此外，鉑化合物也有希望用來診斷一些疾病。有數(shù)據(jù)表明，DNA鏈中許多相鄰的堿基間兩個氮原子距離為340 pm，而順鉑中兩個氯原子間的距離為330 pm，兩者恰好匹配，形成的鉑化 DNA壽命較長且不易被細胞蛋白如高移動組(HMG)蛋白識別并修復，因而將破壞腫瘤細胞DNA的復制，抑制細胞分裂，最終殺死腫瘤細胞。 金屬鉑抗癌藥物的發(fā)展自1967年美國密執(zhí)安州立大學教授Rosenberg ，經(jīng)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。與順鉑相較，釕配合物毒性相對較小，在生物體內(nèi)易于吸收，也易于代謝而且釕配合物有在腫瘤組織中發(fā)生聚集的特點，能夠與DNA 分子以共價鍵或者非共價鍵(靜電結(jié)合、溝面結(jié)合和插入結(jié)合) 方式締合。目前非鉑系金屬抗腫瘤藥物研究主要集中在釕、銠、錫、鍺等金屬配合物，特別是釕配合物。為此，人們開始展開對其它鉑系抗腫瘤藥物的研究，但結(jié)果并不理想。從此以后，金屬藥物及其抗腫瘤機理成為人們關(guān)注的研究熱點。s identification to the specificity of the metal ions.【Key words】Pt(II) plexes, Gquadruplex, DNA, Ru(II) plexes共 32 頁 第 1 頁┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊裝┊┊┊┊┊訂┊┊┊┊┊線┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊目錄1 引言 ........................................................................................................................................3 基于順鉑抗癌藥物的研究意義 ..........................................................................................3 金屬鉑抗癌藥物的發(fā)展 .....................................................................................................3 核酸的組成與結(jié)構(gòu) ............................................................................................................3 概述 DNA 結(jié)構(gòu) G四鏈體與端粒、端粒酶和腫瘤的關(guān)系 G四鏈體 G四鏈體與端粒、端粒酶和腫瘤的關(guān)系 本文所作的工作 ................................................................................................................32 理論部分 ................................................................................................................................4 DNA 與配合物作用的研究方法 .........................................................................................4 各種生成函數(shù)法的測定原理 ..............................................................................................4 光譜學方法 ........................................................................................................4 流體力學方法 ....................................................................................................4 密度泛函計算與分子模擬 ........................................................................