三種生物堿與G-四鏈體相互作用的光譜分析法研究.pdf

1、腫瘤已成為一種嚴(yán)重影響人類生命健康的惡性疾病，也是目前治療難度最大、投資力度最大的疾病之一。研究表明，適當(dāng)體積的陽離子(Na+、K+、Li+等）或配體能夠穩(wěn)定G-四鏈體結(jié)構(gòu)或促進(jìn)G-四鏈體的形成，并通過抑制端粒酶活性或降低癌基因的表達(dá)進(jìn)而阻止癌細(xì)胞的擴(kuò)增。近年來，G-四鏈體與配體作用的研究已成為腫瘤治療和防治的熱點(diǎn)研究之一。
　　生物堿是一類具有較強(qiáng)生物活性的天然小分子化合物。原小檗堿類生物堿屬于異喹啉類生物堿，其中最有代表性的化

2、合物為小檗堿，此外還有藥根堿、巴馬汀等，都具有抗菌、鎮(zhèn)痛和降糖等作用。近期的研究發(fā)現(xiàn)一些生物堿還可能在癌癥和HIV的治療中有著重要的地位。
　　本論文利用光譜學(xué)方法研究了三種原小檗堿類生物堿(小檗堿，藥根堿，巴馬汀)與富含鳥嘌呤（G）的寡核苷酸鏈PS2.M形成的G-四鏈體(G-Quadruplex)之間的相互作用，獲得了它們之間的作用方式、結(jié)合常數(shù)、以及其他光譜學(xué)參數(shù)等重要信息。
　　論文包含以下四部分內(nèi)容：
　　1、

3、緒論部分：首先介紹了G-四鏈體和生物堿的結(jié)構(gòu)、分類、分布及其生物學(xué)要意義；接著簡(jiǎn)述小分子配體與G-四鏈體的作用方式；再次，簡(jiǎn)述了生物堿與G-四鏈體作用的研究方法；最后，闡明本論文研究的內(nèi)容及意義。
　　2、本節(jié)使用CD譜以及NMR表征了G-四鏈體的形成，并通過熒光滴定光譜、紫外滴定光譜以及核磁共振光譜探究了鹽酸藥根堿與G-四鏈體之間的作用。加入G-四鏈體后，藥根堿在531 nm處的熒光峰強(qiáng)顯著增大；UV譜表現(xiàn)出減色和紅移現(xiàn)象，說明

4、藥根堿可能堆積到G-四鏈體的尾部或者插入到G-四鏈體尾部的兩個(gè)G-四分體之間形成夾心結(jié)構(gòu)。由等摩爾連續(xù)變化法計(jì)算出藥根堿和DNA的結(jié)合比為1:1，運(yùn)用Scatchard方程得出二者的結(jié)合常數(shù)為3.12×106 L/mol、結(jié)合位點(diǎn)為0.98。實(shí)驗(yàn)表明：鹽酸藥根堿與G-四鏈體有很強(qiáng)的結(jié)合能力，藥根堿可以穩(wěn)定DNA的G-四鏈體結(jié)構(gòu)并對(duì)其具有較好的選擇性，二者的作用模式可能為末端堆積。
　　3、通過熒光滴定光譜、紫外滴定光譜以及核磁共振

5、光譜探究了鹽酸巴馬汀與G-四鏈體的相互作用。加入G-四鏈體后，巴馬汀在535 nm處的熒光明顯增強(qiáng)；UV譜表現(xiàn)出減色和紅移現(xiàn)象，說明巴馬汀可能堆積到G-四鏈體的尾部或者插入到G-四鏈體尾部的兩個(gè)G-四分體之間形成夾心結(jié)構(gòu)。由等摩爾連續(xù)變化法計(jì)算出巴馬汀和DNA的結(jié)合比為1:1，運(yùn)用Scatchard方程計(jì)算出二者的結(jié)合常數(shù)為4.83×106 L/mol、結(jié)合位點(diǎn)為0.75。由巴馬汀對(duì)G-四鏈體/Hemin配合物的過氧化酶抑制實(shí)驗(yàn)得出：鹽

6、酸巴馬汀與G-四鏈體的作用模式為末端堆積作用。
　　4、本章采用紫外、熒光和CD譜等光譜方法對(duì)小檗堿與兩種分子間G-四鏈體和一種分子內(nèi)G-四鏈體DNA的選擇性相互作用進(jìn)行了探究，并探討了其作用模式。三種DNA均可以使小檗堿的紫外吸收光譜出現(xiàn)不同程度的紅移和減色現(xiàn)象，表明G-四鏈體能與小檗堿發(fā)生相互作用；同時(shí)，隨著DNA的滴加，分子間G-四鏈體使小檗堿的熒光強(qiáng)度增強(qiáng)程度明顯高于分子內(nèi)G-四鏈體。等摩爾連續(xù)變化法及Scatchard方

7、程結(jié)果表明，鹽酸小檗堿與三種G-四鏈體DNA以1:1的配比形成了穩(wěn)定的絡(luò)合物，兩種分子間G-四鏈體DNA與小檗堿的絡(luò)合常數(shù)（106 L/mol）也明顯高于分子內(nèi)G-四鏈體（105 L/mol）。另外，整個(gè)實(shí)驗(yàn)中均以雙鏈DNA做對(duì)比研究。研究表明，在低濃度（微摩爾數(shù)量級(jí)），小檗堿便能與分子間G-四鏈體產(chǎn)生特異性的結(jié)合，可能結(jié)合在G-四鏈體的尾部，而與雙鏈DNA幾乎沒有作用。即小檗堿對(duì)分子間結(jié)構(gòu)的G-四鏈體有更高的選擇性，研究結(jié)論可為靶向G