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酚氧桥联型同/异双核金属配合物的合成、表征及其模拟酶活性研究

作　者: 曹惠平
导　师: 高飞
学　校: 山西大学
专　业: 无机化学
关键词: 人工核酸酶 同/异双核金属配合物 凝胶电泳 DNA切割 SOD模拟活性
分类号: O641.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要


核酸酶及超氧化物歧化酶（SOD）的模拟活性研究多年来受到生物学家和化学家的关注。前者主要研究人工核酸酶水解断裂DNA和RNA,合成一些金属配合物（中心金属离子包括过渡金属离子和稀土离子）作为核酸断裂试剂,研究其最佳切割反应条件、切割效率、特异识别性,阐明其作用机理,通过分子设计寻找有效的治疗试剂和探针。后者则是根据天然SOD活性部位的结构和性质,合成出SOD模拟物,以代替天然SOD来清除超氧阴离子自由基（O2-·）,保护细胞免受其损害,预防和治疗由O2-·引起的多种疾病。因此,设计和合成合适的金属配合物,研究它们与核酸的作用方式和机理、SOD模拟活性,探索配合物在抗肿瘤药物、分子生物学、生物工程技术及其它相关领域中的应用,一直是生物无机化学的重要研究内容。本文在文献调研基础上,开展了以下工作:1、合成了能为两个金属离子提供相同配位环境的5个配体R-HXTA（即5-R-2-羟基-1,3-二甲苯基-α,α-双胺-N,N,N’,N’-四乙酸,英文名称:5-R-2-hydroxy-1,3-xylene-α,α-diamine-N,N,N’N’-tetraacetic acid）,R代表不同取代基。这5个配体分别记为L1—L5,其中,L1:R=CH3;L2:R=C1;L3:R=NO2;L4:R=Br;L5:R=C（CH3）3。利用这些配体合成了12种同/异双核金属配合物:Na[ZnMgL1]、H[CuMgL4]、H[CuMgL3]、Na[CuMnL3]、Na[MnMgL3]、H[BaMgL3]、H[CaMgL3]、Na4（LaL1）2、Na4（NdL4）2、Na4（LaL3）2、Na4（PrL3）2、Na4（EuL3）2,用红外光谱、元素分析等方法对它们的结构进行了表征。2、通过凝胶电泳实验,研究了Na4（LaL1）2、Na4（PrL3）2、Na4（EuL3）2、Na4（NdL4）24种双核稀土金属配合物与pBR322 DNA的作用,发现配合物在37℃时切割DNA效果不明显。而在50℃、pH 7.20、Tris-HCl缓冲液条件下,均能有效切割pBR322 DNA,出现大量缺刻（oc型）产物。当在上述配合物中加入H2O2后,体系对pBR322 DNA的切割能力显著增强,不但在低浓度下能将ccc型转化为oc型,而且随着浓度的增大产生了大量线型（linear）产物。此外,我们还研究了它们与pBR322 DNA作用的最佳条件及其切割模式;通过加入自由基清除剂（DMSO,甘油,甲醇）,排除了羟基自由基参与反应的可能,表明切割作用是水解性断裂。3、用紫外光谱和荧光光谱（EB为探针）研究了金属配合物与小牛胸腺DNA（CTDNA）的作用情况。发现配合物与DNA的结合方式可能不止一种,除部分插入方式结合以外,还伴随有静电结合或沟面结合。4、采用改进的邻苯三酚自氧化法测定了双核金属配合物的SOD模拟活性。实验发现:在体系最大吸收波长(λmax=321 nm)处,仅有配合物H[CuMgL4]具有抑制O2-·活性的作用,是一种较好的SOD模型物。综上所述,本文所合成的配合物中的双核稀土金属配合物可以有效断裂DNA,是较好的化学核酸酶,配合物H[CuMgL4]具有SOD模拟活性,其细节有待于进一步深入研究。

全文目录


中文摘要  8-10
ABSTRACT  10-13
第一章 综述  13-30
  1.1 核酸、核酸酶简介及其研究意义  13-14
  1.2 化学核酸酶的研究背景及现状  14-16
  1.3 金属配合物与核酸作用的基本模式  16-17
  1.4 超氧化物歧化酶研究进展  17-19
  1.5 本文设计思路  19-22
  参考文献  22-30
第二章 双核金属配合物的合成及其结构表征  30-41
  2.1 试剂及仪器  30
  2.2 R-HXTA配体的合成及结构表征  30-32
  2.3 双核稀土配合物的合成及结构表征  32-35
  2.4 异双核金属配合物的合成及结构表征  35-38
  参考文献  38-41
第三章 凝胶电泳法研究双核稀土配合物与pBR322 DNA的作用  41-54
  3.1 实验原理  41-42
  3.2 仪器及试剂  42
  3.3 溶液的配制及实验方法  42-43
  3.4 电泳的初步筛选  43-44
  3.5 双核稀土金属配合物对双链DNA的切割  44-47
  3.6 双核稀土金属配合物+H_2O_2体系与双链DNA的作用研究  47-49
  3.7 切割模式与断裂机理  49-51
  3.8 小结  51
  参考文献  51-54
第四章 双核金属配合物与CT DNA相互作用的光谱学研究  54-62
  4.1 DNA的结构性能  54
  4.2 紫外光谱法研究金属配合物与CT DNA的作用  54-57
  4.3 荧光光谱法研究金属配合物与CT DNA的作用  57-60
  参考文献  60-62
第五章 双核金属配合物对超氧化物歧化酶的活性模拟  62-70
  5.1 邻苯三酚自氧化法测定原理  62-63
  5.2 仪器、试剂及溶液的配制  63-64
  5.3 实验步骤  64-66
  5.4 结果与讨论  66-68
  5.5 小结  68-69
  参考文献  69-70
第六章 总结与展望  70-73
  6.1 工作总结  70-71
  6.2 展望  71
  参考文献  71-73
附录  73-74
致谢  74-75

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中图分类: > 数理科学和化学 > 化学 > 物理化学（理论化学）、化学物理学 > 结构化学 > 络合物化学（配位化学）
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