黑木耳多糖及其分子修饰物与dna作用的光谱研究.

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1、黑木耳多糖及其分子修饰物与DNA作用的光谱研究李公斌制药与生物工程系摘要：用光谱法黑木耳多糖硫酸酯（AAP-S）、黑木耳多糖（AAP）及其与过渡金属离子鳌合物（AAP-MS）与DNA的相互作用机理。研究结果：AAP-S、AAP-MS可以使DNA和EB/DNA体系的吸收峰发生位移（红移和蓝移），AAP-Fe2＋>AAP-Co2＋>AAP-Ni2＋>AAP-Cu2＋，并且为蓝移，而AAP-Zn2＋则发生红移；AAP-S、AAP-MS使DNA和EB/DNA体系的吸收峰产生增色效应。结论：AAP-S、AAP-MS与DNA碱基对作用距离很近，可能存在嵌插作用。关键词：黑木耳多糖硫酸酯；黑木

2、耳多糖与过渡金属离子鳌合物；DNA；作用机理前言20世纪60年代，意大利、法国、日本及美国的一些实验室研究发现蒽环化合物能通过其带正电荷的糖残基与DNA之间的静电作用和蒽环平面与DNA的嵌入结合。药物分子和DNA的相互作用是以DNA为靶分子的各种物质生物效应的分子基础[1,2]，其键合状态一方面是导致癌变、突变及细胞死亡的重要环节；另一方面能够与DNA结合的药物在临床上又是广泛应用的抗癌药物。临床上的许多抗癌药物都以DNA为主要作用靶点，通过与癌细胞DNA发生相互作用破坏其结构，进而影响基因的调控和表达。通过对DNA与其靶向分子的相互作用的研究，使人们能够从基因水平上理解某些疾病

3、的发病机理，并通过分子设计来寻找有效的治疗药物。DNA与荧光探针（如荧光素、罗丹明、溴化乙锭、香豆素、伊红、花丁酸等）单独存在时荧光较弱，但两者结合（往往以共价形式嵌入到DNA分子中）后，荧光显著增大。药物分子的加入，必然与EB形成竞争关系，EB和DNA之间的能量传递发生变化，其变化程度反映了药物分子与DNA之间相互结合能力，间接反映了药物分子的生理活性。根据荧光探针法检验已经确定抗癌疗效的顺铂、二氯二茂钛和相关化合物，得到非常满意的结果。靶向分子与DNA的作用方式按化学键划分，主要有共价键结合和非共价键结合。共价键合中包括与亲核试剂和亲电试剂的反应以及顺铂与DNA的交联作用。非

4、共价键结合则以3种不同方式进行，包括外部静电作用、嵌插结合和沟区(大沟区、小沟区)结合[2，3]。非共价键结合属于弱作用键，正是这种弱相互作用决定了大分子生物功能所需的空间结构，因而决定了基因转录、调控的主要分子机制。非共价结合的主要特征如下:①静电作用:即分子通过非特异的相互作用结合于带负电荷的DNA双螺旋外部。例如，TMPyP带正电荷的侧链与DNA磷酸骨架间的静电作用对它们嵌入结合在GC碱基对之间起了重要的稳定作用。②沟区结合:DNA靶向分子与DNA大沟或小沟的碱基边缘直接发生相互作用。大、小沟区在电势能、氢键特征、位阻效应、水合作用上均有很大的不同。小沟区结合的分子多有几种

5、简单的芳香杂环，这些芳环有扭转自由的键来连接，由此产生合适的扭转力来配合小沟区的螺旋曲线，取代沟区中的水分子，并与DNA双螺旋链中AT富集的小沟区边缘通过氢键、范德华力形成接触，通过这种非嵌入性捆绑缚住DNA，从而阻止了DNA的模板作用，达到抗肿瘤、抗病毒的目的。③嵌插结合:嵌插结合方式的一个重要特征是造成DNA双螺旋的解链和伸长。这种变化可以通过DNA与靶向分子或探针分子相互作用的粘度、紫外、荧光、微量热技术、圆二色谱等测量。即DNA溶液的粘度在靶向分子加入后逐渐增大；DNA31PNMR谱化学位移向低场方向移动；紫外光谱红移、减色、出现等吸收点—荧光碎灭；芳环质子的1HNMR谱

6、向高场方向移动、摩尔烩值增大等。一般说来,小分子探针与DNA相互作用后,会引起吸收谱带变宽、红移(或紫移)效应和减色(或增色)效应[4]。根据Long的理论[5],减色和红移是小分子与DNA发生插入作用的标志。江崇球等[6]以溴化乙锭(EB)为荧光探针,对多粘菌素B(PolymyxinBsulfate)与DNA的作用机制进行了研究，结果表明，在pH=7.4的溶液中PB与DNA双螺旋碱基对之间存在嵌插作用,在一定离子强度下该嵌插作用会减弱。此外,还存着非特性的静电作用。罗黎等[7]以氧氟沙星-铽(Tb3+)作为荧光探针,利用荧光光谱、吸收光谱研究了氧氟沙星-铽(Tb3+)络合物与脱

7、氧核糖核酸(DNA)的相互作用。研究表明，氧氟沙星-Tb3+探针与DNA分子之间主要是沟槽式结合。以核酸为分子靶的药物设计研究中，嗅化乙锭(EB)是应用最早、最广泛的荧光探针。由于EB与DNA的相互作用是以DNA为靶子的各种物质生物效应的分子基础，其键合状态一方面可能是导致癌变、基因突变及细胞死亡的重要环节；另一方面能够与DNA结合的物质分子正好是临床上广泛使用的抗癌药物。以DNA为靶分子的临床药物研究、结合其与DNA的作用机制的深入分析，以期对药物分子的的合理修饰、改造和抗癌药