有机小分子与DNA相互作用的研究手段进展-论文.pdf

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1、第3期陈骏，等：有机小分子与DNA相互作用的研究手段进展13有机小分子与DNA相互作用的研究手段进展陈骏，施介华1,2(1．浙江工业大学药学院，浙江杭州310012；2．浙江I_,lk大学绿色化学合成技术国家重点实验室培育基地，浙江杭州310032)摘要：概述了有机小分子与DNA的结合模式、结合构象等方面的表征手段，并介绍了分子模拟法从原子水平上得到有机小分子与DNA的作用信息。关键词：DNA；光谱法；电化学方法；分子模拟法doi：10．13752／j．issn．1007—2217．2014．03．004脱氧核糖核酸(DNA)是人体中最为

2、重要的生生交叉联结，从而能够抑制DNA的合成。大多数物大分子．是生命的基础。DNA通过复制、转录、的有机小分子与DNA的结合方式是非共价结合，翻译形成蛋白质，蛋白质通过直接参与生物体内而非共价结合¨6_主要包括三类(静电作用、沟区结的催化、免疫、代谢过程，物质转运，信息传递以及合、嵌入结合)，如图1所示。静电作用是指有机小●@运动和生物调控来协调人体的生命过程。而随着分子能与DNA的磷酸根基团相互作用，这种作用化学工业的发展，不经合理排放的印染废水n]，滥主要结合于DNA的外壁，常与沟区结合和嵌入结用的农药以及工业生产产生的有毒气体、有毒

3、合方式同时并存，以起到辅助的结合作用，其本身物质中的有机小分子有可能会直接或者间接地对没有特异性。沟区结合是指有机小分子通过范德DNA造成损伤，从而致畸致癌致突变b。同时，华力与氢键作用与DNA沟区的A—T结合位点相LaureenC．Colis_4]发现一种由海洋细菌产生的有结合，有机小分子通常结合于DNA的小沟区。嵌机小分子

4、omaiviticinA能够通过破坏DNA的方入结合是指一个分子的平面稠环部分嵌入到式来杀灭癌细胞，这一发现或许可以为新型化疗DNA的两个堆积的碱基对之间，其作用力主要是药物的开发铺平道路。因此，研究有机小分子与订

5、一1T央共轭作用及疏水作用，嵌入结合相对于沟DNA相互作用的过程有助于明确有机小分子是区结合方式最大的特点在于其会使DNA的构象否存在致癌作用以及具体的致癌机理，并为癌症发生变化，从而使DNA不能轻易地复制而产生抗的预防，绿色化合物的设计等提供理论基础。在科病毒抗肿瘤的作用，但由于嵌入作用会损害DNA研实验中，由于人体DNA不易提取和保存，因此的构象．因此嵌入结合同时也被看作是一种致癌常用同源性非常高的小牛胸腺DNA(ct—DNA)来的因素替代人体DNA。本文概述了有机小分子与DNA的结合模式及表征手段，并介绍了分子模拟在这嵌入结合一方面

6、的应用。1有机小分子与DNA结合的模式有机小分子与DNA之间的结合方式主要包图1有机小分子与DNA的不同结合模式括共价结合与非共价结合。其中共价结合l5是指2表征手段靶向化合物与DNA中的碱基、糖和磷酸酯键形成共价键．主要表现为DNA的烷基化、DNA的链间2．1紫外光谱法交联和DNA的链内交联．例如作为双功能烷化剂紫外光谱法是研究有机小分子与DNA相互的环磷酰胺即能通过链内交联的方式与DNA发作用最为常用的一种方法，它能够快速地检测出收稿日期：2014—04—1514杭州化工2014年9月2014．44(3)随着DNA浓度变化时有机小分子

7、可能会发生的都很弱，因此需要使用到荧光探针。NahidSha—变化。嵌入作用会使配体与碱基对产生1T电子堆habadiE佗等人发现随着左拉乙西坦浓度的增高。积，使能量下降，产生红移效应；同时，耦合后的1TDNA—Hoechst33258复合物的荧光强度逐渐降-k轨道因部分填充电子，使盯一1T六跃迁几率减低，表明左拉乙西坦与Hoechst33258竞争结合于小，产生减色效应，因此红移减色效应为嵌入结合DNA。的特征之一l7J。而当药物小分子与DNA以沟区结2．3圆二色光谱法合作用的时候，只会出现减色效应而不会出现红圆二色性是指物质对左旋圆偏

8、振光与右旋圆移效应．出现减色效应的原因可能是药物小分子偏振光吸收率不同所表现出的性质，圆二色谱是的发色团被DNA的含氮碱基所覆盖导致。Nahid研究生物大分子构象的强有力的工具。Shahabadi183在运用紫外光谱法研究中性红(NR)DNA是有旋光性的生物大分子．B型DNA与ct—DNA的相互作用时发现中性红在464nm的特征圆二色谱峰在209、221、245、275nmll3]；处发生减色红移效应，从而验证了中性红与ct—DNA在275nm的时候呈现的是因为碱基堆积造DNA的相互作用是嵌人结合作用。成的正峰，245nm处的负峰是由于双

9、螺旋结构造2．2荧光光谱法成。通过观察位于245nm、275nm处的峰位置与由于荧光光谱法较紫外光谱法的灵敏度更加峰强度的变化，可判断出有机小分子与DNA的作高．且不易受到环境的干扰。因此荧光