探究姜黄素和黄豆苷与核酸g-四链体相互作用的研究

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1、中国近代第一所大学FOUNDEDN1895天毕大薯TIANJINUNIVERSlTY硕士学位论文-●学科专业：作者姓名：指导教师：化学工艺张晓尘天津大学研究生院2O05年6月摘要端粒是真核染色体的天然末端，富含鸟嘌呤。在体细胞分裂过程中，端粒发生进行性缩短。当端粒长度缩短到某一极限时，染色体不能保持稳定，导致细胞最终退出细胞周期，进入衰亡过程。而癌细胞内的端粒在端粒酶的作用下保持一定的长度，使其不能检测到凋亡信号而永生化。富含鸟嘌呤的寡核苷酸在一定较高浓度的钾离子或钠离子溶液中能够形成G．四链体结

2、构。端粒酶的复制模板只能对单链的端粒识别而对其进行合成，而G．四链体的形成则阻碍端粒酶对端粒的识别，从而抑制端粒酶的活性。因此G．四链体己成为当前抗癌药物设计的一个潜在靶点。本论文主要运用圆二色谱仪，紫外分光光谱仪以及质谱仪等仪器研究了在不同条件下，姜黄素对由纤毛虫端粒序列5’．G4T4G4．3’形成的G．四链体及其与互补序列形成的双链DNA的结构和稳定性的影响，以及在拥挤环境下，姜黄素与该序列形成的G．四链体的作用。进而，运用分子模拟软件分析了姜黄素和黄豆苷与G．四链体的相互作用；研究了黄豆苷与

3、序列5’．G4T4G4。3’形成的G．四链体作用的情况。最后，考察了姜黄素和黄豆苷与人端粒序列5’-AGGG(TTAGGG)3．3’所形成的G．四链体在稀溶液中和拥挤状况下的作用规律。研究结果表明：在稀溶液中，无论是在Na+，K+，M92十等离子环境中，姜黄素都不能够与G．四链体和双链DNA作用。而在拥挤环境中，姜黄素能够与序列5'-G4T4G。．3’形成的G．四链体作用，并且作用后增加了G．四链体的稳定性。计算机模拟结果表明，黄豆苷更容易与序列5'-G4T4G4．3’所形成的G．四链体结合。黄豆

4、苷能够与序列51．G4T4G4—3。形成的G．四链体以2：1或1：1的化学计量比结合，并且作用后能够增加G．四链体的稳定性。对于姜黄素，无论是在稀溶液中还是拥挤状况下，都不能与人端粒序列5’-AGGG(TrAGGG)3．3’所形成的G．四链体结合，而黄豆苷能够与人端粒序列所形成的G．四链体按1：1的化学计量比结合，并且结合后提高了G一四链体的稳定；而在大分子拥挤状况下，黄豆苷与人端粒序列51-AGGG(TTAGGG)3—3’所形成G．四链体结合和后显著提高了G．四链体的稳定性。关键词：端粒；G．四

5、链体；姜黄素；黄豆营；圆二色谱；电喷雾质谱AbstractTelomcres．theendofeukaryotechromosomes．containguanine-richDNAsequences．"reIomereerosionOccursnaturallyduringreplicationofsomaticcells．ThesecellscontinuetofunctionanddivideuntilacriticallyshortlengthoftelomericDNAisreached．

6、whencellsenterastageofirreversiblegrowtharrest．replicativesenescence，followedbycellcrisisandapoptosis．Tumotcell’StelomeresaremaintainedinlengthSOthattheyareeffectivelyimmortalized．Guanine．richDNAsequenceshavetheabilitytofornlfoarstrandedinter-andintra

7、molecularguaninequadruplexstructuresunderconditionsofhighsodiumorpotassiumionicstrength．SincetheRNAtemplateoftelomeraserequiresanofoldedtelomericDNAprimerinordertoaffecttelomeresynthesis．theformationoftelomericG．quartetstructureathighpotassiumionlevel

8、sresultsintheinhibitionoftelomerasefunction．Anumberofsmallmoleculeshavebeendiscoveredtoinhibitthefunctionoftelomerase．SoG-quadruplexisapotentialtargetforanticancer．ByusingUltraviolet(uⅥandCircularDichroism(CD)spectroscopyandElectrosprayIonizat