生物小分子与DNA相互作用的光谱及电化学研究进展

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第l6卷第4期化学研究V01．16No．42005年12月CHEMICALRESEARCHDec．2oo5生物小分子与DNA相互作用的光谱及电化学研究进展李静，李景印，郭玉凤(河北科技大学化学系，河北石家庄050018)摘要：评述了生物小分子与DNA的作用方式及其相互作用的光谱及电化学研究方法．引用文献32篇．关键词：生物小分子；DN'A；相互作用；光谱与电化学方法中图分类号：R966文献标识码：A文章编号：1008—1011(2005)o4—0101一o4Spectroscopi

2、candElectrochemicalResearchProgressoftheInteractionofSmallBiomoleculeswithDNALIJing，LIJing—yin，GU0Yu—fengrDepartmentofChem~try,HebeiUniversityofScielweandTechnology，Shijiazhuang050018，Hebei，China)Abstract：Theinteractivemannersandthespectroscopicandelectrochemicalrese

3、archoftheinteractionbetweensmallbiomoleeulesandDNAwerereviewed，32referenceswerequoted．Keywords：smallbiomolecules；DNA；interaction；spectroscopicandelectrochemicalmethods核酸是生物体的重要组成物质，在它的碱基对中储存着大量的遗传信息，与生物的生长、发育和繁殖等重要的生命活动以及癌变等异常生命活动息息相关．核酸主要分为脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)．DNA是

4、所有生物遗传信息的主要载体，任何一个生物体细胞都具有发育成完整生物的全套遗传信息，基因就是DN?／分子的一个片段．许多小分子与DNA相互作用后不同程度地导致DNA分子结构与功能的变化，进而对DNA的基因调控和表达功能产生影响．由于一些小分子可以用作抗癌药物、核酸剪切剂、核酸结构探针以及作为杂交指示剂用于特定碱基序列基因的检测¨．2j，因此，研究生物小分子与DNA之间的相互作用，在医学、药学及生物学等领域都具有十分重要的意义．1作用方式生物小分子与DNA的结合区位于DNA的碱基、磷酸骨架以及戊糖环部分．DNA由平行堆积的碱基、聚合

5、的阴离子磷酸骨架以及两条核苷酸链形成的大沟、小沟组成了小分子的识别位点．作用的方式主要有3种：非共价键结合、共价键结合和剪切作用．非共价键结合又可分为静电结合(Electrostaticbinding)、沟槽结合(Groovebinding)和嵌插结合(Intercalationbinding)J，并经常凭借氢键(Hydrogenbinding)、库仑力(Cou—lombicforce)、范德华力(VanderWaalsforce)和疏水作用等使相互作用得到加强．一般认为非共价键结合方式中，静电结合无选择性，是小分子通过静电力作

6、用于DNA双螺旋结构的外壁，即磷酸骨架．沟槽结合是与DNA的大沟或小沟的碱基对边缘直接作用，通过这种选择性的作用非嵌入地捆缚住DNA，从而阻止了DNA的模板作用，达到抗肿瘤、抗病毒的目的]．嵌插结合是小分子中的平面构型部分嵌入到DNA分子的双螺旋结构中，与DNA碱基对发生作用．共价结合是指具有亲核或亲电作用的小分子与DNA特定碱基发生链内或链间交袄，其序列识别能力比非共价结合强得多，可使DNA的双链解旋收稿日期：2005—08—24．．作者简介：李静(1982一)，女，硕士生，从事生物电化学研究．‘通讯联系人：李景印，教授．E-

7、mall：lijingyin77@sohu．colrn．维普资讯http://www.cqvip.com化学研究笙且产生弯曲．剪切作用是指具有特殊识别功能的小分子不但特异性选择结合位点并最终使DNA断裂2研究方法随着小分子与DNA相互作用研究的不断活跃、深入，研究方法也逐渐增多．目前，小分子与DNA作用机理及方式的研究大多应用荧光、紫外、圆二色谱、线二色谱、HNMR法、共振拉曼光谱、极谱和伏安分析法、电位法、阻抗法、电化学发光法(ECL)等手段，可将其归纳为光谱法和电化学法．2．1光谱法小分子与DNA相互作用后，其结构和化学性质

8、会发生变化，根据这些结构和性质的改变可以判断它们之间的作用方式，进而阐述其作用机理．常用的光谱学研究法有紫外可见吸收光谱法，荧光光谱法和新近发展起来的共振光散射分析法等．紫外可见吸收光谱是研究小分子与DNA相互作用的一种最方便和常用的技术．小分子与DNA的相互作