芦荟大黄素苷与dna相互作用的研究

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1、芦荟大黄素苷与DNA相互作用的研究作者：韦欣煜,梅文杰,刘云军【摘要】目的探讨芦荟大黄素苷与DNA的相互作用。方法采用电子吸收光谱，荧光发射光谱，粘度实验以及凝胶电泳实验进行研究。结果与结论芦荟大黄素以插入方式与DNA分子结合；较高浓度的芦荟大黄素苷能够使Bel7402肝癌细胞DNA由超螺旋构型转化为缺刻构型。【关键词】芦荟大黄素苷；分子识别；凝胶电泳；DNA　　Abstract:ThebindingpropertiesofbarbalointoDNA,fluorescenceemissionspectrum,viscositymeasurementandgelelect

2、rophoresis,andinsertionofbarbalointoDNAacarcinomacellBel7402fromsuperhelixtoindention.　　Keyolecularrecognition;DNA　　芦荟是一种传统的常用中药，用于治疗如烧伤、烫伤等疾病并被广泛应用于食品和化妆品等行业，并被。芦荟大黄素苷(图1)是芦荟块茎的主要成分,异芦荟大黄素苷是植物中的主要存在形式，通过非酶催化转化为芦荟大黄素苷，因此通常得到的是芦荟大黄素苷和异芦荟大黄素苷的混合物［1，2］。芦荟的抗菌、抗炎、抗氧化作用等与芦荟大黄素苷的存在密切相关［3，4］。在生物体

3、内芦荟大黄素苷通过代谢转化为芦荟大黄素而发挥药理作用［5，6］。　　图1芦荟大黄素苷和异芦荟大黄素苷的分子结构（略）　　Fig.1Themolecularstructureofbarbaloinandisobarbaloin　　近年来的研究表明，芦荟大黄素具有抑制肿瘤细胞生长的作用［7-12］。研究发现芦荟大黄素能促进人早幼粒HL60白血病细胞P27基因过度表达，并诱导肿瘤细胞凋亡［13］。一般认为DNA是抗肿瘤药物的靶点之一［14］。药物分子可以通过共价结合、插入作用、沟结合方式或静电结合方式与DNA分子缔合，对DNA的构象产生微扰，达到抑制肿瘤生长的目的。　　本文采用

4、荧光光谱和流体力学方法研究了芦荟大黄素苷与DNA分子的缔合机理。结果表明芦荟大黄素苷能够以插入方式与DNA分子结合；凝胶电泳实验结果表明，光照下芦荟大黄素苷能够使Bel7402肝癌细胞DNA的超螺旋构型发生一定程度的转化。　　1实验部分　　1.1仪器与试剂　　芦荟大黄素苷由中山大学化学与化学工程学院陆伟刚博士提供;Bel7402肝癌细胞由中山大学肿瘤研究所提供。所用化学试剂均为分析纯，除非另有说明，所有试剂未作任何处理。芦荟大黄素苷用5mmol/LTrisHCl,50mmol/LNaCl(pH=7.2)缓冲溶液配制。小牛胸腺DNA（华美公司）；电泳级琼脂糖（Prome

5、ga公司）。MPS2000型紫外可见光谱计（Shimadzu）；RF2000型荧光分光光度计（Shimadzu）；乌氏粘度计；DYYⅢ4型稳压稳流电泳仪（北京六一仪器厂）。　　1.2实验方法　　1.2.1Bel7402肝癌细胞的提取　　按　　图3芦荟大黄素苷与DNA作用的荧光发射光谱变化图（略）　　Fig.3TheemissionspectraofbarbaloininabsenceandinpresenceofCTDNA　　2.3芦荟大黄素苷对DNA粘度的影响　　当小分子化合物与DNA分子作用后，由于其作用模式的不同，对DNA的粘度将产生不同的影响。一般来说，

6、当化合物以插入方式与DNA分子作用后，由于化合物分子嵌入到DNA的碱基对中，使DNA双螺旋链拉张，将导致DNA的粘度上升；而以沟面结合方式与DNA作用的化合物，由于使DNA双螺旋链发生不同程度的折叠和扭曲，将使其粘度下降；以静电作用方式与DNA分子结合的化合物，对其粘度的影响则出现无规律的变化。芦荟大黄素苷对小牛胸腺DNA的粘度的影响见图4。从图中可以看到，当DNA溶液中加入芦荟大黄素苷后，DNA的粘度明显增强，表明芦荟大黄素苷是以插入方式与DNA分子结合。　　图4DNA溶液粘度变化图（略）　　Fig.4TheviscosityofCTDNAinpresenceofbar

7、baloin.EB(▲)；barbaloin(■)　　2.4芦荟大黄素苷对Bel7402肝癌细胞DNA的光裂解作用　　一般来说，不同构型DNA在电场中迁移速率不同。具有超螺旋结构的DNA分子由于结构紧密，在电场中迁移速率最快，而缺刻构型的DNA破坏了DNA的双螺旋结构，在电场中的迁移速率最慢，线性构型DNA分子在电场中迁移的速率居于两者之间。芦荟大黄素苷对Bel7402肝癌细胞DNA的影响见图5。从图中可见，当体系中未加入芦荟大黄素苷时(Lane1),Bel7402肝癌细胞DNA主要是以超螺旋构型存在(For