钌配合物诱导dna 断裂以及作用机理的研究综述

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1、精选公文范文管理资料钌配合物诱导DNA断裂以及作用机理的研究综述　　1、引言　　DNA是染色体的主要化学成分,是储存、复制和传递遗传信息的物质基础,在生物体的生长、发育和繁殖等生命活动中发挥着重要的作用.DNA的双链结构对于维持遗传物质的稳定性和复制的准确性极为重要,其拓扑结构的变化与细胞凋亡和肿瘤发生密切相关.近年来,深入研究DNA的结构和功能以及金属配合物与DNA之间的相互作用成为生物无机化学的研究热点,尤其是钌配合物与DNA之间的相互作用引起了广泛关注[1~4].钌配合物具有良好的热力学稳定性,丰富的光化学、光物理和氧化还原特性,以及低毒

2、性、易吸收并可很快排泄的特点,使其成为继铂类药物之后最有前途的抗癌药物之一.已有研究发现,抗癌药物由于能阻滞DNA前体的合成,或阻止DNA复制,或直接破坏癌细胞DNA,[键入文字][键入文字][键入文字]精选公文范文管理资料致使癌细胞的生长繁殖受到抑制,促使癌细胞凋亡,因此,钌配合物断裂DNA的研究对于钌类抗癌药物的研发具有重要的意义.本文列举了近年来一些代表性的研究工作,简要综述钌配合物诱导DNA断裂以及作用机理的研究进展.　　2、钌配合物的DNA断裂机理　　根据文献报道,许多钌配合物包括单核、双核和杂核等不同组成与结构的钌配合物均具有断裂D

3、NA的作用.钌配合物对DNA的断裂可采用凝胶电泳技术进行研究.质粒DNA有三种构型:(1)两条主链均完整的闭合环状DNA分子,以超螺旋形式存在,称为超螺旋质粒(FormI);(2)仅一条主链保持完整的开环质粒DNA分子,具有游离末端,称为开环质粒(FormII);(3)两条主链均已断裂的线性质粒DNA分子,称为线性质粒(FormIII).三种构型的质粒DNA在琼脂糖凝胶中的迁移速率为:超螺旋质粒>线性质粒>开环质粒.通常情况下,质粒DNA主要以超螺旋构型存在,当与钌配合物作用时会断裂为开环质粒或(和)线性质粒.[键入文字][键入文字][键入文字

4、]精选公文范文管理资料由于它们在凝胶中具有不同的泳动速率,经溴化乙啶(EB)染色后进行紫外观察即可看到不同的DNA条带(图1).　　虽然钌配合物断裂DNA后均产生开环质粒或(和)线性质粒,但其断裂机理却不相同.根据文献报道,钌配合物断裂DNA的机理包括水解机理、活性氧机理、氧化还原机理及碳类自由基机理等.　　　　2.1水解机理　　水解机理是指钌配合物通过促使DNA结构中的磷酸二酯键水解而造成断裂,水解断裂的产物在DNA连接酶的作用下重新连接.在钌配合物断裂DNA的研究中,水解机理并不常见.　　Barton等发现，在金属离子Cu(II)、Co(I

5、I)、Zn(II)、Cd(II)和Pb(II)催化下,Ru(DIP)2Macron+(1,图2)能够使pBR322DNA以水解方式断裂,断裂效率为Cu(II)>Co(II)>Zn(II)≈Cd(II)≈Pb(II).Macro是螯合配体,可以与金属离子配位结合,当Ru(DIP)2Macron+与DNA[键入文字][键入文字][键入文字]精选公文范文管理资料键合时，金属离子作为亲核试剂进攻DNA的磷酸骨架,造成DNA磷酸二酯键水解而断裂.在T4DNA连接酶作用下,非氧化还原活性离子Zn(II)、Cd(II)和Pb(II)催化得到的DNA断裂产物可

6、以大部分连接起来,这证明了断裂机理属于水解机理;而氧化还原活性离子Cu(II)和Co(II)催化得到的DNA断裂产物只有少部分连接起来,推断可能是水解机理和其他氧化还原反应共同作用的结果.　　Deshpande等发现，[Ru(N-N)2(BPG)]2+(2~5,图3)、[Ru(N-N)(BPG)2]2+(6~9,图3)和[Ru(BPG)3]2+(10,图3)系列配合物可以水解断裂pBR322DNA,其中[Ru(dppz)2(BPG)]2+(5)和[Ru(bpy)(BPG)2]2+(6)的断裂效率最高,其在37℃保温18h后几乎将DNA完全断裂.

7、因此推断,辅助配体BPG中的N–H与DNA磷酸骨架中的氧原子形成氢键与该系列配合物以水解途径断裂DNA有关.　　2.2[键入文字][键入文字][键入文字]精选公文范文管理资料活性氧机理活性氧机理是指在氧气存在的条件下,钌物经一定波长的光照射后通过能量转移至3O2产生1O2,以及通过电子转移产生2O·-和OH·,1O2、2O·-和OH·活性氧物种,可以从脱氧核糖骨架中脱氢，即氧化脱氧核糖骨架而造成DNA断裂.在钌配合物断裂DNA的机理中,活性氧机理最常见.表1总结了文献中报道的涉及活性氧机理断裂DNA的钌配合物.在这些钌配合物中,有些主要通过1O

8、2断裂DNA,有些主要通过1O2和OH·断裂DNA,有些主要通过1O2和2O·-断裂DNA,个别配合物主要通过OH·断裂DNA,还有些配合物虽然没有明