《抗癌药物与DNA相互作用的电化学及光谱研究》由会员分享，可在线阅读，更多相关《抗癌药物与DNA相互作用的电化学及光谱研究（151页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、抗癌药物与D N A 相互作用的电化学及光谱研究学 生:李楠 ( 分析化学)导 师:杨秀荣研究员中 文 摘 要抗癌药物与D N A的相互作用 一 直是一个比较活跃的研究领域， 这种相互作用的研究在认识D N A 特异性序列识别和新药设计等方面具有重要意义。 因此， 围绕论文题目 一抗癌药物与D N A 相互作用的电化学及光谱研究， 我们采用电化学方法和多种光潜技术， 从不同角度对抗癌药物与D N A的相互作用进行了较为全面和细致地研究。基于以往的工作，本研究工作的主要内容和创新点表现在以下方面:1 . 通过吸附转移溶出伏安法、 紫外一 可见光谱和傅立叶变换红外光谱技术研究了典型的具有双官能团插
2、入方式与 D N A结合的抗癌药物一棘霉素与鸟嗓吟之间的相互 作 用。 棘 霉 素 与鸟 4吟 之间 存 在 较强 的 相 互 作 用以 形 成新的 复 合 物， 主要 驱动力是棘霉素分子中丙氨酸的氨基和拨基分别与鸟嚓吟分子中的3 位氮原子和2位氦基形成两对分子间氢键。 结果表明D N A 碱基上的特定原子也能够成为药物作用的靶点。2 ， 采用循环伏安法结合紫外一 可见、 荧光、 拉曼等多种光谱技术研究了D N A 靶向抗癌药物一米托蕙酮与小牛胸腺D N A 于溶液中的相互作用。 结合D N A 后， 米托葱醒的循环伏安峰电流显著降低并且伴随着峰电位的正移;紫外一 可见最大吸收峰出现明显的减色
3、效应和红移现象; 荧光发射被强烈抑制和碎灭以及部分的拉曼振动强度受到影响。 实验结果证实了米托葱醒以典型的嵌插结合方式与D N A 相互作用， 但其蕙醒平面环并未完全隐藏于碱基对之中。 较大的结合常数表明二者具有较高的结合能力，嵌插推动力可能为疏水作用力以及偶极- 偶极相互作用力。这有助于从分子水平更加清楚的认识二者的作用机理。3 .制备了结构定向固定的道诺霉素药物修饰电极，并且采用循环伏安法、电化学阻抗以及紫外一 可 见光谱技术进行了道诺霉素与小牛胸腺D N A 之间的非均相相互 作用研究。电极表面修饰的4 - 氨基苯甲酸层能够有效地交联 D N h 4 分子的糖氨基， 通过这样的方法将药物
4、分子以其结构定向 排列的方式共价固定， 使得6 1 . 7 %表面固定化的道诺霉素能够以嵌插方式与溶液中的D N A 结合。 此外， 研究还表明道诺霉素分子中的糖昔配基对于其与D N A的相互作用起着加强作用。 这些结论有助于更加深入地探究载体固定化药物小分子与D N A 相互作用的机制。4 .运用电化学方法初步研究了一种重要的生物电子载体一细胞色素 c 对米托葱醒和D N A 所形成复合物的电化学行为的影响。 由于米托葱酮与D N A具有强的结合力， 能够以其平面葱醒环嵌插入双螺旋D N A 的碱基对之间; 此外， 具有正电性的细胞色素c 能够通过静电作用及氢键结合稳定附着于D N A 的磷
5、酸骨架上。因此，米托葱醒及细胞色素 c 能够共存于D N A 的双螺旋链中， 这是细胞色素c 作为电子转移的促进剂， 以D N A 双链为电子传递的桥梁， 有效促进米托葱醒电子转移的有利因素。 实验有助于更好地了解氧化还原蛋白是如何作用于结合在D N A 双链中的药物分子。关键词:D N A ;抗癌药物;电化学;光谱技术、相互作用E l e c t r o c h e mi c a l a n d S p e c t r o s c o p i c S t u d i e s o n t h eI n t e r a c t i o n s o f A n t i c a n c e r D
6、r u g w i t h D N AN a n L i ( A n a l y t i c a l C h e m i s t r y )D i r e c t e d b y P r o f e s s o r X i u r o n g Y a n gAb s t r a c tT h e r e s e a r c h o n i n t e r a c t i o n s o f a n t i c a n c e r d r u g s w i t h D N A i s a m o n g t h e m o s ta c t i v e a n d i m p o r t a
7、n t f i e l d s f o r u n d e r s t a n d i n g s p e c i a l D N A s e q u e n c e r e c o g n i t i o n a n dd e s i g n i n g n e w f u n c t i o n a l d r u g s . W e e m p l o y e d e l e c t r o c h e m i c a l a p p r o a c h e s a n ds p e c t r o s c o p i c m e t h o d s t o a d d r e s s
8、t h i s i s s u e i n d e t a i l . B a s e d o n p r e v i o u s s t u d i e s , s o m en e w a c h i e v e m e n t s w e r e o b t a i n e d b y f o l l o w i n g a s p e c t s :1 . A d s o r p t i v e t r a n s f e r s t r i p p i n g c y c l i c v o l t a m m e t ry, u l t r a v i o l e t a n d
9、v i s i b l e a d s o r p t i o ns p e c t r a a n d F o u r i e r -t r a n s f o r m i n f r a r e d s p e c t r o s c o p y w e r e u s e d t o i n v e s t i g a t e t h ei n t e r a c t i o n o f e c h i n o m y c i n ( E c h i ) , a p e c u l i a r D N A b i f u n c t i o n a l i n t e r c a l a
10、 t o r , w i t hg u a n i n e ( G u a ) . A n e w a d d u c t b e t w e e n E c h i a n d G u a w a s f o r m e d a n d t w o p a i r s o fa d j a c e n t i n t e r m o l e c u l a r h y d r o g e n b o n d s b e t w e e n t h e A l a b a c k b o n e a t o m s i n E c h i a n dG u a ( A l a - N H t
11、o G u a - N 3 a n d G u a - N H 2 t o A l a - C O ) p l a y e d a d o m i n a t i n g r o l e i n t h ei n t e r a c t i o n . I t s h o w e d t h a t s p e c i f i c a t o m i c s i t e s o f D N A b a s e s a r e o ft e n t a r g e t s f o rd r u g b in d i n g .2 . T h e i n t e r a c t io n o f
12、a n i n t e r c a l a c t o r m it o x a n t r o n e ( MT X ) w i t h c a l f t h y m u s D N A w a sc o n v i n c e d b y a c o n s i d e r a b l e d e c r e a s e i n t h e MT X p e a k c u r r e n t s , a h y p o c h r o m i c a n db a t h o c h r o m i c s h i ft i n t h e m a x i m u m a d s o
13、rp t i o n b a n d s o f MT X a n d t h e e m i s s i o nq u e n c h i n g i n t h e M T X fl u o r e s c e n c e s p e c t r a a s w e l l a s p a r t i c u l a r v i b r a t i o n v a r i e t i e s i nR a m a n w h e n D N A a d d e d . T h e s e p h e n o m e n a i n d i c a t e d t h e p l a n a
14、 r a n t h r a q u i n o n e r i n go f MT X i n t e r c a l a t e d i n t o D N A b a s e p a i r s a n d o n l y a s m a l l p o r t i o n o f MT Xc h r o m o p h o r e in t a c t o f D N A b a s e p a ir s . T h e o b t a i n e d b in d i n g c o n s t a n t w a s h i g h ,i n d i c a t i n g MT
15、X h a s a h i g h a f f i n i t y t o D N A . T h e s e r e v e a l e d a b e tt e r u n d e r s t a n d i n g f o rt h e d e t a i l e d i n t e r a c t i o n ma n n e r o f MT X wi t h DNA.I I I3 . T h e c o n s t r u c t i o n o f o r i e n t e d d a u n o m y c i n ( D N M) w a s p r o p o s e d
16、 f o r t h ei n v e s t i g a t io n o f d r u g - D N A h e t e r o g e n e o u s i n t e r a c t i o n b y c y c l i c v o l t a m m e t r y ,e l e c t r o c h e m i c a l i m p e d a n c e s p e c t r o s c o p y a n d u lt r a v i o l e t a n d v i s i b l e a d s o r p t i o n s p e c t r a .D N M c o u l d b e s u c c e s s f u l l y i m m o b i l i z e d in a n o r i e n t e d f a s h i o n b y c o u p l i n gd a u n o s a m i n e m o i e t y o f D N M t o 4 - a m i n o b e n z o i c a c
