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多吡啶金属配合物的合成、结构及其与核酸、蛋白分子相互作用的研究

作　者: 赵晓飞
导　师: 徐靖源
学　校: 天津医科大学
专　业: 药物化学
关键词: 多吡啶配合物 DNA结合 DNA切割 SA相互作用荧光光谱
分类号: R914
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

近年来,多吡啶配体与过渡金属及稀土金属所形成的的配合物以其结构多样化和用途广泛愈来愈受到人们的重视。该类配合物在分子识别、核酸探针、抗肿瘤药物、分子催化剂和自组装等领域都有广泛的应用前景。本论文主要侧重于研究此类配合物与生物大分子如DNA、血清蛋白的相互作用,探讨配合物生物活性。DNA作为生命中遗传物质的重要携带者,可以通过复制和转录来指导蛋白质和生物酶的合成。此外,在生物体中,蛋白质是极为重要的生命物质,在生命的运动和发展中起着关键的作用。血清蛋白是血浆中含量最丰富的重要载体蛋白,它能够与生物体内很多内源型物质和外源性药物有效结合,起着重要的储存和运输作用。因此,研究配合物与蛋白质的相互作用能够帮助我们更好的理解药物在体内的代谢及转运的过程。金属配合物和DNA、HSA/BSA的研究不仅有利于探索化学核酸酶的机制,而且对进入体内的药物的运输、分布及其代谢等过程,能够提供一定的理论基础依据。目的：设计、合成新型多吡啶金属配合物,研究其与DNA、HSA/BSA的相互作用,探究了多吡啶配合物与生物大分子的作用模式和类型,为相关配合物人工核酸探针及药用潜能提供一些理论依据。方法：以1,10-邻非啰啉为原料,合成o-NPIP (2-(2-nitrophenyl)imidazo[4,5-f]1,10-phenanthroline)配体,以此为主配体,乙酰丙酮为辅助配体合成了铜、镍两个过渡金属配合物和铒、镱两个稀土金属的配合物。通过红外光谱、核磁、和X-射线衍射法确定了配体和配合物的结构。采用紫外光谱、荧光光谱、凝胶电泳等方法研究了四个配合物与DNA、SA的相互作用。结果：成功的合成了单核铜、镍、铒、镱四个新型配合物,分别为[Cu(acac)(o-NPIP)(NO3)](1),[Ni(acac)2(o-NPIP)](CH3OH)3(2),[Er(acac)2(o-NPIP)2](CH3CH2OH)2(3),[Yb(acac)2(o-NPIP)2](NO3)2(4),用X-射线测定了它们的晶体结构。配合物1-4的紫外吸收光谱均有减色和红移效应,结合常数分别为：3.04×104M-1,1.17×104M-1,1.67×104M-1,1.27×104M-1。荧光光谱显示了四个配合物对EB-DNA不同程度的竞争取代作用,其表观结合常数Kapp分别为：1.448×106M-1,8.03×105M-1,8.35×105M-1,6.35×10M-1。琼脂糖凝胶电泳实验中,配合物1、3、4都能有效地将pUC19DNA由Form I转化为FormⅡ,且随着配合物浓度的增加,转化的程度越高。在DNA抑制剂实验中,配合物1、3、4在加入KI和EDTA后对pUC19DNA的切割作用被有效地抑制。在SA的荧光猝灭实验中,随着配合物的加入,SA的荧光强度逐渐降低。对于配合物1和2,Ksv随着温度的升高而升高,而配合物3和4,Ksv随温度的升高而降低。配合物1-4的同步荧光光谱在△λ=15nm时,没有发生最高吸收的峰移动现象；△λ=60nm的光谱出现了明显的红移现象。在对其热力学性质的探讨中,配合物1-4的热力学常数△H、AS均大于零。结论：对于四个配合物,紫外吸收光谱表明了四个配合物与DNA的结合模式为插入模式且结合能力中等。EB-DNA荧光光谱表明了四个配合物能够有效地竞争取代EB,使荧光强度下降。在琼脂糖凝胶电泳实验中,在不加入任何外来的氧化还原剂下,配合物1-4没有表现出化学核酸酶的活性,在加入H2O2后,配合物1,3,4均表现出了中等的化学核酸酶的活性,且为氧化切割作用。在对其机理的研究中,配合物1,3,4的切割机理可能涉及到过氧化氢和金属离子的共同作用。在SA的荧光猝灭实验,结合紫外吸收实验,判断配合物1-4均为静态猝灭。同步荧光光谱的研究表明配合物1-4影响了SA中色氨酸周围的微环境,而引起荧光猝灭。通过对四个配合物与SA的热力学常数的研究,表明四个配合物通过疏水作用力与SA进行结合。

多吡啶金属配合物的合成、结构及其与核酸、蛋白分子相互作用的研究

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