新型菁類G-四鏈體熒光探針的設計與性能研究.pdf

1、G-四鏈體核酸在腫瘤發(fā)生和發(fā)展過程中起重要的角色，使其成為抗腫瘤藥物研發(fā)的重要靶標。但是，關于G-四鏈體在細胞環(huán)境中的真實存在狀態(tài)，以及它在細胞環(huán)境下分布、形成及解鏈過程等方面的分子水平機制研究，仍然缺乏直接的實驗證據和可靠的研究手段。因此，應用顯微技術，直接監(jiān)測和觀察G-四鏈體結構在細胞內的行為，是闡述其功能分子機理的重要途徑之一。目前，基于熒光技術開發(fā)的儀器和技術，如熒光顯微鏡細胞成像技術，已廣泛應用于生物化學分析和生物醫(yī)學研究等各

2、領域。因此利用有特異性的小分子熒光探針，結合熒光顯微技術，進行實時示蹤G-四鏈體結構在細胞內行為是研究其生物功能分子機理的很好策略。
　　噻唑橙(thiazole orange，TO)是由Lee等人合成的最早用于網織紅血球分析的染料。其結構由苯并噻唑鹽和與喹啉鹽通過次甲基連接而成。該化合物具有很好的細胞膜滲透性，較高的量子產率，但它與各種DNA(包括雙鏈和四鏈DNA)結合時均能產生很強的熒光信號，選擇性差。苯乙烯取代喹啉衍生物是另

3、一種DNA熒光探針。我們希望通過在噻唑橙的基礎上引入苯乙烯等結構片段，期待改善其選擇性。
　　本論文主要內容為:(1)設計并合成了一系列苯乙烯取代噻唑橙的衍生物;(2)運用熒光光譜研究該類衍生物與G-四鏈體DNA結合的熒光性能(3)通過CD光譜和FRET實驗研究了衍生物與G-四鏈體結構的互相作用;(4)運用分子對接方法研究了噻唑橙及其衍生物與G-四鏈體DNA結合模式;(5)應用凝膠電泳和細胞成像等方法證實衍生物作為G-四鏈體DNA

4、熒光探針的應用;(6)通過紫外光譜、熒光光譜、細胞成像研究了部分衍生物作為RNA熒光探針的應用。
　　結果表明，引入的苯乙烯取代基是能夠顯著提高衍生物對G-四鏈體DNA的選擇性，并顯示出很強的G-四結構穩(wěn)定能力。計算機模擬數據顯示苯乙烯取代基的類型對衍生物與G-四的結合模式和結合能力有重要的影響，并進一步影響衍生物對雙鏈DNA和G-四鏈體DNA的選擇性。衍生物的光學特性，結合常數，選擇性、靈敏度、光穩(wěn)定性等系統(tǒng)的實驗數據顯示該類衍

5、生物是一種優(yōu)秀的熒光探針。在變性PAGE實驗中和活細胞染色等實驗中的優(yōu)異表現(xiàn)，擴充了該類探針在生化及細胞實驗應用的可能性。實驗中我們還意外發(fā)現(xiàn)了一個新的RNA特異性熒光染料4j。該探針同時擁有經典的核酸熒光探針TO和DNA染料C61的結構片段。實驗中4j、已報道的RNA熒光探針E36和商業(yè)化SYTO RNASelect對比，并證明了該染料4j能提供更優(yōu)異的核酸特異性、光穩(wěn)定性、低毒性等RNA染料性能。此外，染料被成功地運用在核仁RNA的