光谱法在dna 与金属配合物相互作用的研究方面
四环素_铜_配合物与DNA相互作用的吸收光谱研究_文美琼
研究简报四环素-铜(Ⅱ)配合物与DNA 相互作用的吸收光谱研究文美琼1,高云涛2,罗永刚1,王浩华1(1.楚雄师范学院化学与生命科学系,云南楚雄675000;2.云南民族大学化学与生物技术学院,云南昆明650031)摘 要:用紫外光谱方法研究了四环素(TC )-Cu (II )配合物与DNA 的相互作用.吸收光谱研究表明,DNA 能与四环素(TC )及Cu (II )形成的配合物发生反应,配合物与DNA 的作用方式随着配合物类型及DNA 浓度的不同而不尽相同:当四环素与铜形成1∶1型配合物时,较低浓度的DNA 能与配合物以嵌插方式相互作用,而较高浓度的DNA 与该配合物除了发生嵌插作用外,还存在另外的作用方式;当四环素与铜形成1∶2型配合物时,DNA 与该配合物则主要以嵌插方式相互作用,并且这两种配合物与DNA 的嵌插作用均是通过四环素配体插入的.关键词:铜(II );四环素(TC );配合物;DNA ;嵌插文章编号:1000-3231(2005)01-0071-08 中图分类号:O657.32 文献标识码:A核酸是生物体的重要物质,是遗传信息的携带者和基因表达的物质基础,在基因芯片和基因计算机、超微信息、DNA 疫苗等方面有着广阔的应用前景.进入20世纪90年代以来,脱氧核糖核酸DNA 与其靶向分子相互作用的研究已成为化学与生命科学的热门课题之一.研究DNA 与其靶向分子之间的相互作用,不论是对阐述抗癌、抗病毒药物的作用,还是对从分子水平了解致癌、致病机理的研究,尤其是药物的体外筛选都有着非常重要的意义,这些研究为人们设计新的抗癌治病药物及肿瘤、病毒的化学处理提供了理论依据[1,2].四环素是一种广谱抗菌素,具有良好的抗菌作用,可用于治疗斑疹伤寒、洛矶山热、恙虫症、支原体属感染等.近来的研究表明,四环素类化合物不仅能抑制金属蛋白酶活收稿日期:2004-08-23;修回日期:2004-10-18.基金项目:云南省教育厅科学研究基金(04Y174C );楚雄师范学院科学研究基金(03-YB17).作者简介:文美琼(1963-),女,云南楚雄人,目前主要从事分子光谱及分析研究,E -mail :ynw mq @yahoo .com .cn ,通讯联系人.71第23卷 第1期感光科学与光化学Vo l .23 N o .1 2005年1月Pho tog raphic Science and P ho tochemistry Jan .,2005 性、阻止细胞外基质降解,而且还有防止肿瘤转移的作用[3],因此人们开始利用它的这些作用试图开展对肿瘤的辅助治疗. 四环素分子结构(见图1)中由于存在羟基、氧和氮等不同的电子给体,易于与人体中存在的微量金属离子形成不同形式的配合物,其中以与Zn (II )、Cu (II )、Al (III )、M g (II )等离子形成的配合物特别稳定[3,4].图1 四环素结构式S tructural formula of tertracycline铜是生命必需元素,存在于十二种酶中,主要起输送氧气和电子载体的作用[5].有研究表明[6,7],铜的一些配合物不仅有抗菌活性(如3-硝基苯乙酮缩氨基硫脲合铜对金黄色葡萄球菌、枯草杆菌、大肠杆菌、黑曲霉菌、青霉菌等有较强的抑菌活性),而且能与DNA 相互作用(如铜-组氨酸配合物在电位调控下能切割DNA ,使DNA 链发生断裂).在本文中,作者首次研究了四环素-Cu (II )配合物与DNA 的相互作用,探讨了它们的键合机理,得出了一些有意义的结论.1 实验部分1.1 仪器与试剂UV -754型紫外-可见分光光度计(上海第三分析仪器厂制造);PHS -3型酸度计(上海虹益仪器仪表有限公司);小牛胸腺DNA (华美生物工程公司产品),DNA 浓度由260nm 处的吸光度确定,该波长处的摩尔吸光系数采用6600L ·mol -1·cm -1;四环素标准品(中国药品生物制品检定所,批号:3068916),Tris (生化试剂,中国医药上海化学试剂公司产品);其余试剂均为分析纯,实验用水为二次蒸溜水.1.2 实验方法1.2.1 四环素-Cu (II )配合物的形成准确称取一定量四环素,溶解后配成储备液,用时取出稀释;铜标准溶液的配制是称取一定量CuCl 2·2H 2O 配成储备液,浓度用碘量法确定;在pH =5.66的10m mol ·L -1的Tris -HCl 缓冲体系中,加入不同浓度的四环素和Cu (II ),使之形成不同形式、不同浓度的四环素-Cu (II )配合物.1.2.2 四环素-Cu (II )与DNA 作用保持四环素、Cu (I I )浓度不变,加入不同浓度的DNA ,作用1h 后以试剂空白为参比测定四环素-Cu (II )-DNA 的吸收光谱,并与四环素-Cu (II )配合物的吸收光谱作比较;以配合物为参比,测定DNA 在配合物中的吸收光谱,并与DNA 在缓冲溶液中的吸收光谱作比较. 72 感 光 科 学 与 光 化 学第23卷 2 结果与讨论2.1 四环素与Cu (II )的相互作用图2是以试剂空白为参比测得的四环素在存在与不存在Cu (II )时的吸收光谱.虚线是四环素的吸收光谱,可以看出四环素在275nm 及356nm 处有两个吸收带.图中实线是在同样浓度的四环素中加入不同浓度的Cu (II )后的吸收曲线,可以看出随Cu (II )浓度的增大,四环素275nm 处的吸收带红移至277nm 处,356nm 处的吸收带逐渐红移,最后红移至373nm 处.吸收光谱的改变,说明四环素与Cu (II )形成了新的配合物.据观察,这类配合物的颜色均为黄色.本实验用摩尔比法及双波长-斜率法测得在Cu (II )浓度较低时四环素与Cu (II )可形成配合比为1∶1型的配合物,其吸收带在277nm 及368nm 处;用摩尔比法测得在Cu (II )浓度高于四环素浓度时两者可形成配合比(L ∶M )为1∶2型的配合物,其吸收带在277nm 及373nm 处,与文献[8]报道一致.此外,配合物形成的适宜酸度为pH 4.5—6.0,在作用后1—3h 内稳定.本实验选择反应在pH =5.66的10mmol ·L -1的Tris -HCl 缓冲体系中进行.图2 四环素在不同浓度Cu (II )中的吸收光谱Absorption spectra of TC in the abs ence ()and presence ()of Cu (II )[Cu 2+]/(mol ·L -1):a ,2.8×10-5;b ,4.0×10-5;c ,7.3×10-5;d ,7.6×10-5;e ,8.1×10-5Experimental conditions :c (TC )=4.1×10-5mol ·L -1;10mmol ·L -1Tris -HCl buffer (pH =5.66)2.2 四环素-Cu (II )与DNA 的相互作用2.2.1 DNA 与1∶1型四环素-Cu (II )配合物的作用将DNA 加入到四环素-Cu (II )配合物中后,可根据吸收光谱的较大改变而明显地观察到DNA 能与四环素-Cu (II )配合物发生作用.图3中虚线是以试剂空白为参比测得的1∶1型四环素-Cu (I I )配合物的吸收曲线,实线是在该配合物中加入不同浓度的DNA 后体系的吸收曲线.可以看出:加入DNA 后,随DNA 浓度的增大,配合物吸收带368nm 处的最大吸光度值开始时下降,但随DNA 浓度的继续增大,最大吸光度值则开始上升,吸收带逐渐红移(有关数据见表1),在320nm 、 第1期文美琼等:四环素-铜(Ⅱ)配合物与DN A 相互作用的吸收光谱研究73 370nm 处有等吸收点出现,这些事实说明1∶1型四环素-Cu (II )配合物与DNA 发生了作用,且随着DNA 浓度的不同,其作用方式可能不完全相同.图3 1∶1型四环素-Cu (II )配合物在不同浓度DNA 中的吸收光谱Absorption spectra of 1∶1TC -Cu (II )complex dependence on the concentration of DNA[DNA ]/(mol ·L -1):a ,0;b ,1.3×10-5;c ,2.6×10-5;d ,3.3×10-5;e ,4.4×10-5;f ,4.8×10-5;g ,5.5×10-5Experimental conditions :c (TC )=4.1×10-5mol ·L -1;c (Cu 2+)=4.1×10-5mol ·L -1;10mmol ·L -1T ris -HCl buffer (pH =5.66)表1 1∶1型配合物的吸收峰随DNA 浓度的变化Changing of absorption peak of 1∶1complex dependence on the concentration of DNADNA 浓度/(mol ·L -1)04.0×10-54.8×10-58.8×10-5最大吸收波长/nm 3683703733762.2.2 DNA 与1∶2型四环素-Cu (II )配合物的作用图4中虚线是以试剂空白为参比测得的1∶2型四环素-Cu (I I )的吸收曲线,实线是在该配合物中加入不同浓度的DNA 后体系的吸收曲线.可以看出:加入DNA 后配合物吸收峰373nm 处的吸光度值明显下降,且在330nm 、380nm 处出现了两个等吸收点,这些事实同样说明1∶2型四环素-Cu (II )配合物与DNA 发生了作用.2.2.3 DNA 与四环素-Cu (II )配合物作用机理的探讨2.2.3.1 DNA 与1∶1型四环素-Cu (II )配合物的作用机理一般而言,靶向分子与DNA 的作用有非共价结合(包括静电结合、嵌插结合、沟槽结合)、共价结合以及剪切作用[9].图3中加入DNA 后,配合物最大吸收带368nm 处的减色效应可能是配合物与DNA 发生了嵌插作用[10],因为插入配体与DNA 碱基对可发生л电子堆积,作用配体的л＊空轨道与碱基的л轨道发生偶合,偶合后的л＊轨道因部分填充电子,使л※л＊跃迁几率减小,从而产生减色效应;而随DNA 浓度的增大,配合物出现增色效应,最大吸收带逐渐红移,说明较高浓度的DNA 与配合物的作用方式不同于较低浓度的DNA .为进一步探讨DNA 与该配合物的作用机理,本实验以配合物为参比,测定了较高浓 74 感 光 科 学 与 光 化 学第23卷 度和较低浓度的DNA 在配合物中的吸收光谱,并以相同浓度的DNA 在缓冲溶液中的吸收光谱作一比较.图4 1∶2型四环素-Cu (II )配合物在不同浓度DNA 中的吸收光谱Absorption spectra of 1∶2TC -Cu (II )complex dependence on the concentration of DNA[DNA ]/(mol ·L -1):a ,0;b ,1.1×10-5;c ,4.0×10-5;d ,4.4×10-5;e ,5.5×10-5;Experi mental conditions :c (TC )=4.1×10-5mol ·L -1;c (Cu 2+)=8.2×10-5mol ·L -1;10mmol ·L -1Tris -HCl buffer (pH =5.66)图5及图6中虚线为DNA 在缓冲溶液中的吸收光谱(以配合物为参比),实线为DNA 在1∶1型四环素-Cu (II )配合物中的吸收光谱(以配合物为参比).比较图5及图6, 第1期文美琼等:四环素-铜(Ⅱ)配合物与DN A 相互作用的吸收光谱研究75 可看到DNA 浓度较大时其在配合物中最大吸收带260nm 处吸光度值明显升高,产生了明显的增色效应(图5);DNA 浓度较小时其最大吸收带260nm 处吸光度值明显降低,出现了明显的减色效应(图6).这一结果进一步佐证了上述结论,即随着DNA 浓度的不同,1:1型配合物与DNA 的作用方式并不完全相同.前已述及,图3中DNA 浓度较低时配合物发生的减色效应可能是由于嵌插作用的结果,这一可能性由图6的结果得到了证实.因为有机小分子与DNA 相互作用的大小与小分子距DNA 碱基对之间的距离的3次方成反比,图6中DNA 出现的较大的减色效应意味着有机小分子与DNA 碱基对之间的距离很小,也即有机小分子可能已嵌入到DNA 碱基对中[11],发生了嵌插作用.图5和图6均在401nm 处出现了一新的吸收带,这进一步说明配合物与DNA 确实发生了相互作用.图5中在350nm 处还有一很强的负吸收带,这一负吸收带的位置与四环素最大正吸收带的位置很相近,说明配合物与高浓度的DNA 可能发生了嵌插作用,并且此嵌插作用是以四环素配体插入到DNA 碱基对中的.同理,图6中350nm 处出现的倒吸收峰亦可说明配合物与低浓度的DNA 发生的嵌插作用仍是以四环素配体插入到DNA 碱基对中的. 当DNA 浓度较高时,于图5中还可观察到在260nm 处DNA 明显的增色效应.DNA 在260nm 处的吸收带是由于其碱基具有共轭双键,在260nm 处紫外光区有强烈吸收而产生的.DNA 螺旋是通过每个碱基对之间的氢键和堆积的碱基对之间的疏水力而稳定的,若双螺旋结构被破坏,则DNA 将产生增色效应[12].由此可以推测,当DNA 浓度较高时,由于配合物在单位体积的DNA 内相对较少,使每一个配合物分子可充分与DNA 分子的碱基对和沟槽作用,因此可能发生了除嵌插作用以外的其它的作用方式(这一作用方式还有待于进一步研究),正是这种作用方式使得配合物与DNA 作用后,有较多的碱 76 感 光 科 学 与 光 化 学第23卷 基暴露出来,故而在260nm 处出现了增色效应.2.2.3.2 DNA 与1∶2型四环素-Cu (II )配合物的作用机理图7和图8中虚线为不同浓度的DNA (浓度与图5和图6实验中相同)在缓冲溶液中的吸收光谱(以缓冲溶液为参比),实线为相应浓度的DNA 在1∶2型四环素-Cu (II )配合物中的吸收光谱(以缓冲溶液为参比).作者观察到与图5和图6中结果不同的是,不论DNA 浓度的大小是否改变,DNA 在配合物中其最大吸收带260nm 处的吸光度值皆明显下降,出现了明显的减色效应,而前已述及,DNA 明显的减色效应是配合物嵌入到DNA 碱基对中的结果.另外,与1∶1型配合物结果一致的是,DNA 在401nm 处出现了一个新的吸收带,当DNA 浓度较高时,在四环素最大正吸收带350nm 附近均有一很强的负吸收带(见图7),也即1∶2型四环素-Cu (II )配合物与DNA 进行嵌插结合时依然是以四环素配体插入到DNA 碱基对中的.3 结论本文的吸收光谱实验表明了四环素-Cu (II )配合物能与DNA 作用.1∶1型四环素-Cu (II )配合物与DNA 作用的方式因DNA 浓度的不同而不同:DNA 浓度低时配合物主要以嵌插方式与它进行作用;DNA 浓度高时配合物除了与之以嵌插方式作用外,可能还以其它的方式与之进行作用,且这种作用能够破坏DNA 的双螺旋结构.1∶2型四环素-Cu (II )配合物与DNA 作用时则主要以嵌插方式进行.这两种配合物与DNA 的嵌插作用均是通过四环素配体插入到DNA 碱基对中实现的.参考文献:[1] 李 红,等.脱氧核糖核酸电化学研究进展[J ].无机化学学报,2003,19(3):225.Li H ,et al .The electrochemical research progress of DNA [J ].Chines e Journa l of Inor ga nic Chemis try ,2003,19(3):225.[2] 王 薇,等.抗癌药物与DNA 作用的电化学研究进展[J ].化学通报,2003,5:317.W ang W ,et a l .The electrochemical research progress of anticancer drugs and DNA interaction [J ].Chemistry ,2003,5:317.[3] 韩 韬,等.四环素类化合物抗肿瘤转移及其治疗其它疾病作用研究进展[J ].国外医药抗生素分册,1999,20(6):263-265.Han T ,et al .Progress on rol e about an timetastatic and treating other disease for tetracyclines and their chemically -modified anal ogs [J ].World Notes on Antibiotics ,1999,20(6):263-265.[4] 杨周生,等.四环素-Al (III )与DNA 的相互作用研究[J ].高等学校化学学报,2002,23(8):1457-1461.Yang Z S ,et al .S tudies on interaction of tetracycline -Al (III )compl ex with DNA [J ].Chemica l Jour nal of Chines e Univer s ities ,2002,23(8):1457-1461.[5] 张祥麟,等.配位化学[M ].长沙:中南工业大学出版社,1980.769.Zhang X L ,et al .Coordination Chem istry [M ].Changsha :Central South University of Tech nology Press ,1980.769.[6] 刘建宁,等.3-硝基苯乙酮缩氨基硫脲合铜、锌、钴、镍配合物和抑菌活性[J ].化学研究与应用,1997,9(4):398-399.Liu J N ,et al .S ynthes is and antibacterial activity of Cu ,Zn ,Co ,Ni complexes of 3-nitroacetophenone thiosemicar -bazone [J ].Chemica l Research an d Application ,1997,9(4):398-399.[7] 杨周生,等.电位调控铜-组氨酸配合物切割DNA 的研究[J ].安徽师范大学学报(自然科学版),2002,25(4): 第1期文美琼等:四环素-铜(Ⅱ)配合物与DN A 相互作用的吸收光谱研究77 353-354.Yang Z S ,et a l .Potential -modulated DNA cl eavage by Cu (II )-histidine complex [J ].Journal of Anhui Nor mal Uni -versity (Natural Scienc e ),2002,25(4):353-354.[8] 陆继新,等.四环素类药物在体内存在状态的研究[J 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)Complex with DNAWEN Mei -qiong 1,GAO Yun -tao 2,LU O Yong -gang 1,WANG Hao -hua 1(1.Department of Ch emistry a n d Life S cienc e ,C h uxio ng Teac hers Colleg e ,Chuxiong 675000,Y unnan ,P .R .China ;2.C olleg e of C hemis tr y and Bi ote chn ol og y ,Y u nnan Ins titute of Natio naliti es ,Kunming 650031,Yunnan ,P .R .Ch in a )Abstract :T he interaction of tetracycline (TC )-Cu (II )complex with DNA was studied with UV -Vis absorption spectrometry .T he absorption spectrum studies indicate that DNA can interact with tetra -cyline (T C )-Cu (II )c omplex .The w ay of interaction between the c omplex and DNA varies in accor -dance with the types of complex and the concentration of DNA .If tetracycline interact with Cu (II )to form 1∶1complex ,the complex c an interact with DNA by way of intercalation when the concen -tration of DNA is lower ;when the c oncent ration of DNA is higher ,in addition to interacting with DNA by way of intercalation ,the c omplex can interact with DNA by other way .If tet racycline in -teract with Cu (II )to form 1∶2complex ,the complex interact with DNA by way of intercalation mainly .T hat two kinds of the complex intercalate DNA all by way of tet racycline inserted in it .Key words :Cu (II );tetracycline (TC );complex ;DNA ;intercalationCorresponding author :WEN M ei -qiong 78 感 光 科 学 与 光 化 学第23卷 。
金属Eu(Ⅲ)配合物的制备及其与DNA的作用研究
青岛农业大学毕业论文（设计）题目：金属Eu（Ⅲ）配合物的制备及其与DNA的作用研究姓名：张倩学院：化学与药学院专业：应用化学班级：08级2班学号：20084300指导教师：孙晓波2012年6 月10 日目录摘要 (2)Abstract (3)1.引言 (4)1.1金属配合物医药方面的应用 (4)1.1.1抗癌金属配合物 (4)1.1.2抗癌金属顺铂 (4)1.1.3 Schiff碱金属配合物抗癌原理 (7)1.1.4黄酮类金属配合物抗癌原理 (7)1.2 金属配合物与DNA的作用 (7)1.2.1 配合物与DNA作用机理的探讨 (7)1.2.2 金属配合物与DNA作用的研究方法 (7)1.3 改性金属配合物 (7)1.3.1 改性金属配合物研究 (7)1.3.2金属配合物中的稀土金属 (7)2.实验部分 (8)2.1试剂与仪器 (8)2.2试验方法 (8)2.2.1 红外光谱的扫描 (9)2.2.2 紫外光谱的扫描 (9)2.2.3荧光光谱的扫描 (10)2.3光谱测定方法 (10)2.3.1红外光谱的测鉴定 (10)2.3.2紫外光谱测定 (11)2.3.3荧光光谱测定 (11)3.结果与讨论 (12)3.1红外谱图分析 (12)3.2 紫外谱图分析 (14)3.2.1 Eu-配合物与DNA作用紫外光谱图 ................................ 错误！未定义书签。
3.2.2 Eu-配合物与DNA作用的结合常数和热力学函数 (15)3.3 荧光谱图分析 (17)4.结论 (18)致谢 (19)参考文献 (20)Eu（Ⅲ）-羧甲基乳糖配合物的制备及其与DNA的作用研究应用化学张倩指导老师孙晓波摘要：本文对乳糖进行羧甲基改性得到羧甲基乳糖，然后合成Eu（Ⅲ）-羧甲基乳糖配合物。
通过红外光谱对羧甲基乳糖、配合物进行了结构表征，乳糖红外光谱中3349cm-1处为O-H 的伸缩振动吸收峰，在羧甲基乳糖中偏移至3463 cm-1，而Eu（Ⅲ）-羧甲基乳糖配合物图谱中偏移至3421cm-1。
铜(ⅱ)配合物与dna作用的光谱法研究
铜(ⅱ)配合物与dna作用的光谱法研究
“铜(ⅱ）配合物与DNA的光谱法研究”是20世纪90年代以来专业学者们研究领域的重
要话题之一，有重要的理论及应用意义。
铜(ⅱ）配合物是一类特殊的化合物，具有抗氧化作用并涉及细胞进化、疾病诊断及治疗等，在生物化学中有重要的应用。
由于DNA是细胞基础，它及其上信息对全细胞功能具有
重要意义。
因此，研究表明，铜(ⅱ）和DNA之间的相互作用是揭示细胞信息組織中关键
信号转导机制的重要研究课题。
光谱法是一项先进的技术，它把光加入了化学响应中，从而使研究变得更加精确准确。
用
于铜（ⅱ）和DNA之间作用的光谱法可以快速、准确地检测的空穴对的移动对及空穴效应。
研究表明，铜（ⅱ）和DNA之间的作用可以显著影响空穴的移动对，从而调节DNA信息的
形成和传输，在此基础上，可以更加清楚地了解铜（ⅱ）和DNA之间温和的作用。
因此，研究铜（ⅱ）配合物与DNA之间用光谱法可以更深入、准确地研究铜（ⅱ）和DNA
之间相互作用的机理。
此外，研究结果还可以帮助学者们更好地理解细胞内的信号转导，
更进一步开展新的研究，为细胞功能和生物学应用提供新的思路。
总之，研究铜（ⅱ）配合物与DNA之间光谱法可以更准确地检测空穴影响，为细胞信号转
导机制的有效研究提供参考，并有助于学者们更进一步研究细胞内的功能与应用，具有重
要的意义。
金属配合物与DNA的弱相互作用
称 面上 型 ， 键合 作用时 ， 合物 分 子 与 Ｄ 配 ＮＡ 的大 沟 或小 沟 的碱 基对 边缘直 接发 生相互 作用 。例如非 稠 合 的芳环体 系 可 以通过 一定 的旋转 后结合 在小沟 中 ＡＴ富集 区 ， 或者 靶 向 分子 的 配体 基 团与 小 沟 中 碱 基 Ａ 的 Ｎ１ 碱基 Ｔ 的 ０８原 子 间形成 氢 键 ， 配 合 、 使 物处 于 Ｄ ＮＡ 分子 的沟槽 中ｌ 。静 电结合 指带 正 电 １ 荷 的配 合物 与 Ｄ ＮＡ 分子骨 架 中磷 酸 酯所 带 负 电荷 之 间通过静 电作 用相结 合 的模 式 。
作 用增 加 了双链 间 的作 用力 ， 得 ＤＮＡ 解 旋 更 加 使 困难 ， 因此 Ｄ ＮＡ 的熔 点升高 。
配合 物 的摩 尔 消光 系数 ， 未 加入 ＤＮＡ 的配 合 ￡为 物 的摩尔 消 光 系数 ， Ｄ 为 ＤＮＡ 的浓 度 。根 据 该 ＣＮ
公式 ， Ｃ Ｎ／ ｅ－ Ｅ） Ｃ 作 图得 到 直 线 ， 线 以 Ｄ （ ｆ对 ｎ 直
４・
化
学
教
育
２ ０ 第 １ 期 ０８年 Ｏ
Ｋｕ ｒ ］ 人 提 出计 算 公 式 Ｃ Ｎ ／ ｅ 一 ｅ） ｍａＥ 等 。 ｎＡ （ ｆ 一
的双链 结构 ， 丁 剧 上 升 ； 配 合 物 仅 与 ＤＮＡ 使 ｎ急 而 发 生外 部键合 时 ， ｍ上 升 幅度 较小 或不上 升［ 。通 丁 ］
金 属配 合物 与 ＤＮＡ 的弱相 互 作 用是 近 年 的一 个研究 热点 。利用 金属 配合 物 与 Ｄ ＮＡ 的弱 相互 作 用 ， 以将 金属 配 合 物 作 为 Ｄ 可 ＮＡ 结 构 和 构 象 研 究
。 。
环叠 加效 应 。其余配体 （ 辅 助配 体 ） 称 留在 Ｄ ＮＡ 碱 基对 外 面 。插 入方式要 求 配合 物 的插人 配体具有 较
金属钴树状高分子与DNA相互作用的光谱法研究
ｒｎＬ氯化钴溶液（３．８ ｔｏｏｌ・ｍＩ。１）加入７ ｍＬ乙二醛
水溶液（１４％），６０℃氮气保护下搅拌反应２ ｈ。然后在１ｈ内 滴加５ ｍｉ。２０％的ＰＡＭＡＭ甲醇溶液，控制温度６０℃搅拌 反应７４ ｈ，溶液慢慢由亮紫色变成黑红色。将所得溶液采用 ８０００—１４４００透析袋依次用６×５００ ｍＬ的去离子水、４×５００ ｍＬ的０．１ ｔｏｏｌ・Ｉ。一１ＮａＣｌ、６×５００ ｍＩ。的去离子水透析。透 析液用硝酸银检验至无氯离子存在。冷冻、干燥得到棕色絮 状目标产物，其结构式见图１。 由ＦＴＩＲ数据看出，３ ４３２和３
度。分别以不同的ｚ（ｚ一［ＤＮＡ］／Ｉ－ＭＢ］）作为研究对象，考 察了配合物对ＤＮＡ上结合ＭＢ的分子数（ｒ）的影响。由图５ 可知，配合物的存在不同程度地影响了ＭＢ与ＤＮＡ的结合。 研究表明，２较低时，ＭＢ与ＤＮＡ之间以静电结合为主，而 当ｚ较高时，ＭＢ倾向于与ＤＮＡ碱基发生嵌插结合［１…。当ｚ ＝２．５时，ｒ随着配合物浓度的增加而明显减小，而ｚ一１４．６ 时，随着配合物的浓度增加ｒ减小缓慢。结果表明ｚ较低时 ＰＡＭＡＭ－Ｃｏ通过静电作用与ＤＮＡ骨架上带负电荷的磷酸 根结合，减弱了ＭＢ与ＤＮＡ之间的静电作用使部分结合的 ＭＢ游离出来；而当ｚ较高时，配合物不是以单纯的静电或 嵌插作用的方式，而是以一种较复杂的混合作用与ＤＮＡ分 子结合，对嵌入到ＤＮＡ双螺旋结构中的ＭＢ影响较小。 ２．５离子强度对金属钴树状高分子与ｈｓＤＮＡ作用的影响 在含ＮａＣＩ的ＤＮＡ－ＭＢ体系中逐渐加入ＰＡＭＡＭ－Ｃｏ溶 液时，体系相对荧光强度Ｆ／Ｆｏ（Ｆｏ为未加人配合物的ＤＮＡ－ ＭＢ体系荧光值，Ｆ为加入配合物的ＤＮＡ－ＭＢ体系的荧光 值）对配合物浓度ｃ（ＰＡＭＡＭ－Ｃｏ）作图均应得到一条直线， 如图６所示。ＮａＣｌ的存在不同程度地抑制了金属钴树状高
苏木素金属配合物与DNA的相互作用和相互识别
西南科技大学硕士学位论文苏木素金属配合物与DNA的相互作用和相互识别姓名：***申请学位级别：硕士专业：应用化学指导教师：***2012-06-04西南科技大学硕士研究生学位论文第１页摘要脱氧核糖核酸（ＤＮＡ）是遗传信息的载体，对生物体的发育及生命机能运作起着至关重要的作用。
研究ＤＮＡ和小分子尤其是药物小分子的相互作用，对阐明抗肿瘤、抗病毒药物的作用机制、药物的体外筛选、疾病的起源以及发展ＤＮＡ结构探针等方面都具有重要的意义，在生命科学、化学生物学、临床医学等领域中也是重要的研究课题。
本论文以苏木素（ＨＥ）为配体，以银、镝、铕、镁、镍、锌作为中心原子合成了一系列配合物，通过红外光谱，紫外光谱，荧光光谱，元素分析等手段进行了表征。
苏木素配合物和鲱鱼精（ｈｓＤＮＡ）的相互作用通过紫外可见，荧光，粘度法等方法进行研究。
通过摩尔比法确定了六种配合物的配合比，且分别计算出了六种配合物和ｈｓＤＮＡ的的结合常数和相应的热力学常数，揭示了作用过程的主要驱动力。
研究表明，六种苏木素配合物和鲱鱼精ＤＮＡ均存在部分嵌插作用，配体苏木素中的苯环能够部分嵌入到ｈｓＤＮＡ的碱基对当中，引起碱基对的扭结，降低ＤＮＡ的相对粘度。
苏木素银配合物还存在静电作用，能和ＤＮＡ的磷酸骨架通过静电作用结合，且作用部位集中在Ａ：Ｔ碱基富集区，而其余五种配合物均能与ｈｓＤＮＡ发生沟渠作用。
关键词：苏木素ＤＮＡ光谱法吖啶橙作用方式ＡｂｓｔｒａｃｔＤｅｓｏｘｙｒｉｂｏｎｕｃｌｅｉｃａｃｉｄ（ＤＮＡ）ｉｓｔｈｅｃａｒｒｉｅｒｓｏｆｂｉｏｌｏｇｉｃｇｅｎｅｔｉｃｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ．Ｉｔｐｌａｙｓａｖｅｒｙｖｉｔａｌｒｏｌｅｉｎｕｐｇｒｏｗｔｈｏｆｃｒｅａｔｕｒｅｓａｎｄｏｐｅｒａｔｉｏｎｏｆｐｈｙｓｉｏｌｏｇｉｃａｌｆｕｎｃｔｉｏｎ．ＴｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｏｆｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎｓｍａｌｌｍｏｌｅｃｕｌａｒａｎｄＤＮＡｉｓｏｆｇｒａｔｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅｉｎｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｎｇｔｈｅａｃｔｉｏｎｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆａｎｔｉｃａｎｃｅｒａｎｄａｎｔｉｖｉｒａｌ，ｅａｒｌｙｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌｓｃｒｅｅｎｉｎｇｉｎｖｉｔｒｏ，ｔｈｅｏｒｉｇｉｎｏｆｄｉｓｅａｓｅａｎｄｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｐｒｏｂｅｓｏｆＤＮＡｓｔｒｕｃｔｕｒｅ．Ａｎｄ，ｉｔｉｓｉｍｐｏｒｔａｎｔｒｅｓｅａｒｃｈｓｕｂｊｅｃｔｉｎｍａｎｙｆｉｅｌｄｓ，ｓｕｃｈａｓＬｉｆｅｓｃｉｅｎｃｅ，Ｃｈｅｍｉｃａｌｂｉｏｌｏｇｙ，ＣｌｉｎｉｃａｌｍｅｄｉｃｉｎｅａｎｄＳＯｏｎ．ＩｎｔｈｉｓｔｈｅｓｉｓｗｅｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅｄｓｉｘＨｅｍａｔｏｘｙｌｉｎ（ＨＥ）ｃｏｍｐｌｅｘｅｓ，ｗｈｏｓｅｃｅｎｔｒｅｉｏｎｉｓＡｇ，Ｄｙ，Ｅｕ，Ｍｇ，Ｎｉ，Ｚｎｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｔｈｅｓｅｃｏｍｐｌｅｘｅｓｗｅｒｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｅｄｂｙｉｎｆｒａｒｅｄｓｐｅｃｔｒｕｍ，ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔｓｐｅｃｔｒｕｍ，ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅｓｐｅｃｔｒｕｍａｎｄｕｌｔｉｍａｔｅａｎａｌｙｓｉｓ．ＴｈｅｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎＨＥ－ｍｅｔａｌｃｏｍｐｌｅｘａｎｄＨｅｒｒｉｎｇｓｐｅｒｍＤＮＡ（ｈｓＤＮＡ）ｗａｓｓｔｕｄｉｅｄｂｙｕｌｔｒａ－ｖｉｏｌｅｔａｎｄｖｉｓｉｂｌｅｓｐｅｃｔｒｕｍ，ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅｓｐｅｃｔｒｕｍａｎｄｖｉｓｃｏｓｉｍｅｔｒｙｍｅｔｈｏｄ．ＴｈｅｂｉｎｄｉｎｇｒａｔｉｏｓｏｆｓｉｘｃｏｍｐｌｅｘｅｓｗｅｒｅｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄｂｙｍｏｌａｒｒａｔｉｏｍｅｔｈｏｄｉｎｐｈｙｓｉｏｌｏｇｉｃａｌｐＨｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ（ｐＨ＝７．４０），ａｎｄｔｈｅｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇｔｈｅｒｍｏｄｙｎａｍｉｃｐａｒａｍｅｔｅｒｓａｎｄｂｉｎｄｉｎｇｃｏｎｓｔａｎｔｓｗｅｒｅｃａｌｃｕｌａｔｅｄ，ｗｈｉｃｈｕｎｃｏｖｅｒｅｄｔｈｅｐｒｉｍｅｄｒｉｖｉｎｇｆｏｒｃｅｏｆｔｈｅｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓ．ＲｅｓｅａｒｃｈｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｓｔｈａｔａｌｌｓｉｘＨＥ—ｍｅｔａｌｃｏｍｐｌｅｘｃｏｕｌｄｐａｒｔｉａｌｉｎｔｅｒｃａｌａｔｅｉｎｔｏｔｈｅｂａｓｅｐａｉｒｏｆｈｓＤＮＡ，ｉｔｃａｕｓｅｓｋｉｎｋａｎｄｂｅｎｄｏｆｄｏｕｂｌｅｈｅｌｉｘｏｆｈｓＤＮＡ．ａｎｄｔｈｅｖｉｓｃｏｓｉｔｙｄｅｃｒｅａｓｅ．Ｓｐｅｃｉａｌｌｙ，ＨＥ—Ａｇ十ｃｏｍｐｌｅｘｍａｉｎｌｙｉｎｔｅｒｃａｌａｔｅｉｎｔｏＡ：Ｔｂａｓｅｐａｉｒ，ｔｈｅｒｅａｌｓｏｅｘｉｓｔｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃｂｉｎｄｉｎｇｂｅｔｗｅｅｎＨＥ·Ａｇ＋ｃｏｍｐｌｅｘａｎｄｈｓＤＮＡ．Ｆｏｒｅｌｓｅｆｉｖｅｃｏｍｐｌｅｘｅｓ，ｔｈｅｙｃａｎｂｉｎｄｗｉｔｈｈｓＤＮＡｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｇｒｏｏｖｅｏｆｈｓＤＮＡ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｈｅｍａｔｏｘｙｌｉｎ；ＤＮＡ；Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ；ａｃｒｉｄｉｎｅｏｒａｎｇｅ；Ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｍｏｄｅ１绪论１．１引言脱氧核糖核酸（ＤＮＡ）是一类非常重要的生命物质，是生物体遗传信息的携带者和基因表达的物质基础，它在生物体的生长、发育和繁殖等生命活动中起着十分重要的作用。
钌(Ⅱ)配合物与DNA相互作用的光谱研究
Ｓ ｅｔａｓｕ ｉ ｆｒ ｔｅ ｉ ｍ （１）ｐ ｌｐ ｒｄ ｌ ｏ ｌｘ ｗ ｔ ＮＡ ｐ ｃｒ ｔ ｄｅ ｏ ｕｈ ｎｕ ｓ Ｉ ｏｙ ｙ ｉｙ ｍｐｅ ｉ Ｄ ｃ ｈ
ＬＵ Ｙ ｎｊｎ Ｈ Ｏ Ｈ ｏ ｉ， Ｉ ｉ・ｕ Ｅ Ｌ—ｉ， Ｈ Ｎ Ｆ ｉ Ｉ ｕ － ，Ｚ Ａ ａ－ｅ ＷＥ ｎｙ ，Ｈ ｉ ｎ Ｃ Ｅ ｅ ｕ ｊ Ｘ ｘ （ ｃｏｌｆＰ ａｍ ｃ ， ｕｎ ｄｎ ｏｌ ｅ Ｐ ａｍ ｃ ， ｕｎ ｚｏ ， ｕ ｎｄ ｎ １０６， ｈｎ ） Ｓｈ ｏ ｏ ｈ ｒ ａｙ Ｇ ａ ｇ ｏｇＣ ｌｇ ｈ ｒ ａｙ Ｇ ａｇｈ ｕ Ｇ ａｇ ｏｇ５ ００ Ｃ ｉ ｅ ｏ ｆ ａ
刘云 军 ， 赵豪 杰 ， 欣煜 ， 丽 新 ， 韦 何 陈 菲 （ 东药学 院 无机 化 学教研 室 ，广 东 广 州 ５００ ） 广 １０ ６
摘要 ： 目的 设计合成一个钌 （ 多吡啶 配合物 ［ ｕ ｄ ｐ ２ ｄ ｉ） （ ｍ Ⅱ） Ｒ （ ｍ ）（ ｐｐ ］ ｄ ｐ＝１１ ． ，０邻菲咯 啉 ，ｐｐ＝ ．６ ９二 氧环 己环 苯基 ） ｄ ｉ ２ （ ，－
咪唑并 ［ ，－ 邻菲咯啉 ）研 究该配合物与 Ｄ Ａ的相互作 用 。方法 采 用元 素分析 、 谱和 ＭＲ对其进行 表征 ， 电子吸 ４ ５ｆ ］ ， Ｎ 质 ＨＮ 用
收光谱 、 黏度测试 、 Ｎ Ｄ Ａ熔点变化 和圆二 色谱研 究配合物与 Ｄ Ａ的作用 。结果 与结 论 所合成 的配合物结构得到确证 ， 配合 Ｎ 该 物与 Ｄ Ａ之间通过插入作用结合 。 Ｎ 关键词 ： （ 多吡啶配合物 ； Ｎ 电子吸收光谱 ； 钌 Ⅱ） Ｄ Ａ； 元素分析 ； 圆二 色谱 中图分 类号 ： １ 文献标识码 ： 文章编号 ：０ ６— ７３ ２ ０ ）２— ０ ０— ３ Ｒ９ ４ Ａ １０ ８ ８ （ ０７ ０ ０ ３ ０
金属配合物与DNA相互作用研究手段和进展
光度 分析 的补充，可 以获得其他 方法难 以了解的信息 ．循环伏安法是利用 电化学来研 究金属配合物 与 Ｄ Ａ 的 Ｎ 作用 强有力 的工具，１７ ９ ８年 Ｂ ｒ ａ ｄ小组【采用循环伏安法研究 了钴（ Ｉ ８ ］ Ｉ） Ｉ 配合物与 Ｄ Ａ 相互作用 的电化学行 为， Ｎ 并发展了根据配合物 中心离子 的峰 电流和 峰 电位 计算二者 的表观结合 常数和 结合位点 的方法 ，奠定 了利用 电化 学方法研 究金属配合物与 Ｄ Ａ 相互作用 的基础 ， 目前 电化学手段越来 越多 ，赵敏等 采用循环伏 安法研 究了 Ｎ
第 １卷 第 ｌ ３ 期 ２ １ 年 ２月 ０１
衡 水 学 院 学 报
Ｊ ｕ ｎ ｌ ｆ ｎ ｓ ｕ ｉ ｅ ｓｔ ｏ ｒ ａ Ｈｅ ｇ ｈ ｉ ｏ Ｕｎ ｖ ｒ ｉ ｙ
Ｖｏ ． ３ Ｎｏ １ １１ ． ． Ｆ ｂ ２ １ ｅ． ０ １
金属 配合 物 与 Ｄ Ａ 相互作 用研 究手段和进展 Ｎ
因而 ，金属配 合物小分子与 Ｄ Ａ 的作用研 究一直是化学和生物学热 门的研究领域［，其机理是利用金属配合 Ｎ ４ 】
物 与 Ｄ Ａ 的弱相互作用 ，可 以将 金属配合物作为 Ｄ Ｎ ＮＡ 结构和构象研究 的探针 ．研究其作用模式和机理 ，通 常是金属离子与病毒 Ｄ Ａ 相互 结合 后，影响到病毒 Ｄ Ａ 的复制和遗传 ，从而就抑制 了肿瘤细胞 的扩散 ． 目 Ｎ Ｎ 前 ，金属配合物小分子与 Ｄ ＮＡ 的作用模式有 ３种 ，分别是静 电作用 、沟渠作用和插入作用 ［，所 以在分子水 ５ 】
平上研究金属配合物 Ｄ ＮＡ的作用有非常重要作用 ，对药物 的合成和设计有积极 指导意义．
四环素_铁_配合物与DNA相互作用的吸收光谱研究
第25卷,第2期光 谱 实 验 室Vol.25,No.2 2008年3月Chinese J ournal of Sp ectrosco p y L aboratory M ar ch,2008四环素-铁(Ⅲ)配合物与DNA相互作用的吸收光谱研究文美琼 李露(楚雄师范学院化学与生命科学系 云南省楚雄市鹿城南路461号 675000)摘 要 用紫外光谱方法研究了四环素(T C)-Fe(Ⅲ)配合物与脱氧核糖核酸(DN A)的相互作用。
吸收光谱研究表明,四环素(T C)-F e(Ⅲ)配合物能与小牛胸腺DN A以嵌插方式相互作用。
关键词 四环素(T C),铁(Ⅲ),配合物,脱氧核糖核酸,嵌插。
中图分类号:O657.32 文献标识码:A 文章编号:1004-8138(2008)02-0226-031 前言核酸是生物体的重要物质,遗传信息的携带者和基因表达的物质基础。
随着分子生物学和分子药理学的发展,人们能够从基因水平上理解某些疾病的发病机理,并通过分子设计来寻找有效的治疗药物,于是DNA与其靶向分子之间相互作用的研究已成为化学与生命科学的热门课题之一,靶向分子成为了很重要的药物选择对象。
四环素是一种天然抗菌素,具有良好的抗菌作用,可用于治疗斑疹伤寒,洛矶山热,恙虫症,支原体属感染等。
由于其副作用,其抗生素作用已逐渐被其他药物所取代。
近年来,随着对四环素药理作用研究的深入,发现其还有许多非抗生素作用,如抗炎作用、免疫调节作用,抑制金属蛋白酶活性,抑制一氧化氮作用,清除自由基作用等,这些作用大大扩展了其临床药理学范围[1]。
如在对抗炎症和抑制肿瘤细胞迁移方面,尤其显示出广阔的前景,在内风湿性关节炎、骨关节炎及血管增生等治疗方面亦具有巨大潜力[2,3]。
因此对四环素的研究引起人们新的关注。
四环素分子结构中由于存在羟基、氧和氮等不同的电子给体,易于与人体中的微量金属离子形成不同形式的配合物,配合物形式可为L∶M为1∶1;2∶1;3∶1;1∶2等[4]。
金属配合物与DNA的弱相互作用
金属配合物与ＤＮＡ的弱相互作用摘要.介绍了金属配合物与DNA相互作用的嵌入、沟槽和静电3种主要模式，并介绍了目前常用的研究方法，包括紫外－可见吸收光谱法、荧光光谱、黏度法、循环伏安法。
关键词.金属配合物.DNA.弱相互作用.研究方法金属配合物与DNA的弱相互作用是近年的一个研究热点。
利用金属配合物与DNA的弱相互作用，可以将金属配合物作为DNA结构和构象研究的探针。
此外，DNA是金属配合物药物的重要靶分子之一，金属配合物与DNA分子间的弱相互作用研究在药物设计与合成及药物作用机理研究方面具有重要意义。
1.金属配合物与DNA的弱相互作用模式DNA分子的双螺旋结构与其中的碱基对示意于图1。
目前普遍认为小分子金属配合物与DNA的弱相互作用主要有嵌入、沟槽和静电3种模式[1]。
嵌入方式指配合物的某一配体（称插入配体）嵌入到DNA双螺旋结构的碱基对之间，并且与DNA中的碱基对发生重叠，作用力主要为氢键、范德华力和大环叠加效应。
其余配体（称辅助配体）留在DNA碱基对外面。
插入方式要求配合物的插入配体具有较好的平面性、适中的平面面积和疏水性。
沟槽型也称面上型，键合作用时，配合物分子与DNA的大沟或小沟的碱基对边缘直接发生相互作用。
例如非稠合的芳环体系可以通过一定的旋转后结合在小沟中AT富集区，或者靶向分子的配体基团与小沟中碱基A的N1、碱基T的O8原子间形成氢键，使配合物处于DNA分子的沟槽中[1]。
静电结合指带正电荷的配合物与DNA分子骨架中磷酸酯所带负电荷之间通过静电作用相结合的模式。
图1.DNA分子的双螺旋结构（上）与其中的碱基对（下）示意图2.常见研究方法2.1.紫外－可见吸收光谱法2.1.1.紫外－可见吸收光谱对于配合物与DNA的作用，紫外－可见吸收光谱法是最常用的研究方法之一。
紫外－可见吸收光谱可以提供配合物与DNA发生插入作用的重要证据[2]。
比较金属配合物溶液中加入DNA前后的电子吸收光谱，如果加入DNA后吸收峰红移、吸光度减小，则表明配合物与DNA发生了插入作用。
四环素-铁(Ⅲ)配合物与DNA相互作用的吸收光谱研究
作 者简介 ： 文美琼 （ ９ ３ ）女 ， 南省楚雄市人 ， １ ６一 ， 云 副教授 ， 主要从事分子 光谱分析研究 。
收 稿 日期 ：０ ７１ —４ 接 受 日期 ：０ ７１— ４ ２ ０ ～２０ ； ２ ０— ２２
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第 ２期
文 美琼 ： 四环 素一 （ 配 合 物 与 Ｄ 铁 Ⅲ） ＮＡ 相 互 作 用 的 吸 收 光 谱 研 究
成 不 同形 式 的配 合物 ， 配合物 形 式可 为 Ｉ Ｍ 为 １： ； １ ３： ； ２等 。 ： １ ２： ； １ １： ］
铁是组 织代 谢不 可 缺少 的物 质 ， 是血 红 蛋 白和 肌 红 蛋 白组成 成 分 ， 体 内参 与 氧 的储 存 运输 ， 在 维持生 物体 正 常 的生长 、 育和 免疫 功能 。铁硫 蛋 白中 的铁还 可作 为 电子 传递 体 ， 发 参与 生物 体 的各
四环 素一 （ 配合 物 与 Ｄ Ａ相 互作 用 的 铁 Ⅲ） Ｎ 吸 收 光谱 研 究
文美琼① 李 露
（ 雄 师 范 学 院 化 学 与 生 命 科学 系 楚 云 南 省 楚雄 市 鹿 城 南 路 ４ １号 ６ ６５０） ７ ０ ０
摘 要
用 紫外 光 谱 方 法 研 究 了 四环 素 （ Ｃ）Ｆ （ 配 合 物 与 脱 氧 核 糖 核 酸 （ Ａ） 相 互 作 用 。吸 Ｔ 一 ｅ Ⅲ） ＤＮ 的
２ 买验 部 分
２ １ 仪器 与试 剂 ． ＵＶ。 ５ 一 ４型 紫外 一 见分 光 光度 计 （ ７ 可 上海 第三 分析 仪 器 厂 ）ＵＶ一 ４ １紫 外 分 光光 度 计 （ ； ２０ 日本 岛
① 联系人 ． 电话 ：０ ７ ） １ ０ ０ ； — ｉ：ｎ （８ ８ ３ ０ ５ ７ Ｅ ｍａ ｙ ｗｍｑ ｙｈ ｏ ｃｒ．ｎ ｌ ＠ ａｏ ．ｏ ｃ ｎ
无机金属配合物与dna的相互作用问题
无机金属配合物与dna的相互作用问题无机金属配合物与DNA的相互作用是一项重要的研究领域，这不仅有助于我们深入了解金属对生物体的影响，还能为药物设计和生物传感器等领域提供新的思路和方法。
在这篇文章中，我们将从不同角度探讨无机金属配合物与DNA的相互作用。
首先，无机金属配合物可通过静电作用与DNA相互作用。
DNA是一个带负电荷的生物分子，而许多无机金属离子都具有正电荷。
这种正电荷与DNA的负电荷之间的吸引力能够促使金属离子与DNA相互结合。
同时，一些金属离子还能够与DNA中的碱基对形成氢键，这样金属离子与DNA的结合就更加稳定。
这种作用可以用来研究金属离子与DNA的相互作用机理，还可以用来开发新的DNA传感器或DNA荧光探针。
其次，无机金属配合物可以通过与DNA中的碱基发生取代反应或插入反应来改变DNA的结构和功能。
例如，一些铂配合物（例如顺铂）能够与DNA中的鸟嘌呤残基发生取代反应，形成铂-DNA加合物，从而阻碍DNA的复制和转录过程，导致细胞凋亡。
这种相互作用使得顺铂成为一种广泛应用于抗癌药物的铂类配合物。
此外，一些无机金属配合物还能够插入到DNA的双螺旋结构中，改变DNA的形状和稳定性。
这种作用被广泛应用于DNA结构研究领域。
第三，无机金属配合物还可以通过与DNA中的酶相互作用来改变DNA 的活性。
DNA是生物体内的许多酶的底物，而无机金属配合物可以通过与这些酶结合，改变酶对DNA的识别和催化能力。
例如，一些铱配合物能够与DNA中的核酸酶结合，抑制其活性，从而干扰DNA的修复和重组过程。
这种相互作用为设计新型的抗菌剂和抗癌药物提供了有益的思路。
最后，无机金属配合物与DNA的相互作用还可以用于生物传感器的开发。
由于无机金属配合物与DNA的结合会引起荧光、电导率等物理化学性质的变化，利用这种变化可以构建高灵敏度的DNA传感器。
例如，金纳米颗粒可以与DNA发生静电作用，从而在表面增强拉曼光谱（Surface Enhanced Raman Spectroscopy, SERS）分析中起到增强信号的作用。
金属配合物与DNA相互作用的研究进展
金属配合物与DNA相互作用的研究进展
金属配合物与DNA相互作用的研究进展
DNA是生物体中一类重要的生物大分子,对生命遗传密码的翻译、转录、复制起着非常重要的作用,一方面,DNA靶向化合物成为很重要的核酸探针选择对象;另一方面,临床上使用的许多抗癌药物都以DNA 为作用靶点.以金属配合物与DNA的作用机理为主要内容,阐述了紫外光谱法、荧光光谱法、电化学法等多种仪器分析方法在研究金属配合物与DNA相互作用中的应用,并对今后的发展趋势进行了展望.
作者：胡亚敏王兴明张欢HU Ya-min WANG Xing-ming ZHANG Huan 作者单位：西南科技大学材料科学与工程学院化学系,四川,绵阳,621010 刊名：化学与生物工程ISTIC 英文刊名：CHEMISTRY & BIOENGINEERING 年，卷(期)： 2007 24(8) 分类号：Q523 关键词：金属配合物 DNA 相互作用。
金属配合物与DNA相互作用
小组成员：胡亚楠 王晴晴
一、配位化合物
配位化合物是一类含有中心金属原子（M）和若 干配位体（L）的化合物（MLn）。中心原子M通 常是过渡金属元素的原子，具有空的价轨道；而
配位体L则有一对或一对以上的孤对电子。M和L
之间通过配位键结合，成为带电的配位离子，配
位离子与荷异性电荷的离子结合，形成配位化合
常用的研究技术有光谱学方法nmr技术流体力学方法另外还有热力学方法电化学方法和序列凝胶电常用研究方法及其特点由于双螺旋结构的dna分子含有芳香碱基和磷酸生色基团其电子吸收光谱在260nm左右有一强的吸收峰34许多dna靶向分子或本身具有光学活性或与dna结合后产生光学活性因此用光谱方法通过考察dna结合其靶向分子后结构上的变化来研究其结合机理是非常有效和应用最为广泛的方法紫外光谱法其中紫外可见吸收光谱法是研究小分子与核酸相互作用的一种最常用最方便的技术
基的不同，故可称为 碱基顺序。
DNA一级结构
二级结构
DNA的二级结构就是 DNA的双螺旋结构，它是 于1953年两个年青的科学 家Watson和Crick建 立的。 这是一个能够从分子水 平上阐明遗传基本 特征的 DNA二级结构，它使长期 以来神秘的 DNA成为了真 实的分子实体。这是分子生物学诞
常用研究方法及其特点
金属配合物与DNA作用的位点(大沟、小沟)、 作用的形式(插入、沟结合、静电作用)、有 无构型选择或碱基序列选择，需要用多种 方法加以确定。常用的研究技术有光谱学 方法、NMR技术、流体力学方法，另外还
有热力学法、电化学方法和序列凝胶电
泳等。
紫外光谱法
由于双螺旋结构的DNA分子含有芳香碱基 和磷酸生色基团，其电子吸收光谱在 260nm左右有一强的吸收峰[3，4]，许多 DNA靶向分子或本身具有光学活性，或与 DNA结合后产生光学活性，因此用光谱方 法通过考察DNA结合其靶向分子后结构上 的变化来研究其结合机理，是非常有效和 应用最为广泛的方法
法研究金霉素_Sm_配合物与ctDNA的相互作用
化学试剂,2009,31(5),362～364紫外2可见光谱法研究金霉素2Sm(Ⅲ)配合物与ctDNA 的相互作用文志刚3,苏晓玲,柏任流(黔南民族师范学院化学与化工系,贵州都匀 558000)摘要:用紫外2可见光谱法研究了金霉素(CT )2Sm (Ⅲ)配合物与ctDNA 的相互作用。
在最佳条件下,396nm 处的最大吸收峰随着ctDNA 量的增加,吸光度显著下降,并表现出一定的线性关系。
测定ctDNA 的线性范围为018～1215μg/m L ,检出限为0118μg/m L 。
通过人血清中ctDNA 的回收率实验,结果令人满意,对其作用机理也进行了初步探讨。
关键词:金霉素;钐离子;ctDNA中图分类号:O614133 文献标识码:A 文章编号:025823283(2009)0520362203收稿日期:2008209207基金项目:贵州省教育厅自然科学基金资助项目(黔教科2008091号)。
作者简介:文志刚(19742),男,湖南隆回人,硕士,讲师,主要从事配位化学和生物无机化学研究。
核酸与金属配合物的研究是核酸研究的一个重要领域,这些研究有利于从分子水平上了解药物的作用机理,为药物设计提供更有效的理论指导。
药物与DNA 相互作用的研究已引起了人们的兴趣[1,2]。
盐酸金霉素是四环素类广谱抗生素,对革兰氏阳性菌、阴性菌、立克次体和大型病毒有广泛的抑制能力,除细菌外,对衣原体、支原体和某些原虫也有抑制作用,还能促进禽畜的生长。
金霉素分子结构中存在羟基、羰基和氨基,能和一些金属离子形成金属配合物,而它的稀土配合物与DNA 相互作用的研究相对较少。
根据光谱分析研究,自然界广泛存在稀土元素,在生物的器官、组织和细胞中也检测出稀土元素。
许多资料表明,将具有特定生理活性的配体与稀土离子配位后,既增强了其生理活性,又降低了稀土元素的毒性[3,4]。
本文实验证实金霉素与钐离子(Sm 3+)能形成金属配合物,该配合物又能与小牛胸腺DNA(ctDNA )发生相互作用。
实验三 电子光谱法研究二氯邻菲咯啉合铜与DNA相互作用研究
实验三电子光谱法研究二氯邻菲咯啉合铜与DNA相互作用研究一．实验目的1.1 了解研究金属配合物与DNA相互作用的原理和意义1.2 掌握研究金属配合物与DNA相互作用的光谱法实验技术1.3. 掌握相关研究方法的实验数据的处理方法1.4. 熟悉紫外-可见光谱仪的工作原理及基本操作二．实验原理2.1 DNA是生物体中重要的一类生物大分子,对于生命遗传密码的翻译、转录、复制起着非常重要的作用。
为了进一步探索和认识DNA的性质、结构、行为、形态, 揭露生命之奥秘，人们研究了大量金属配合物与DNA 的反应。
同时探测DNA 的结构和构象，探讨金属配合物与DNA作用的反应机理, 进而研究金属配合物的分子结构和与DNA反应机理的关系, 也可以为筛选出新的生物学研究工具, 设计合成出具有应用前景的低毒、高效、抗菌、抗肿瘤药物提供一定的科学研究基础及理论根据2.2小分子与DNA相互作用能改变的结构和性质，改变细胞的代谢方式和生长速度，有时甚至终止细胞生长，因此，与DNA相互作用的小分子可作为DNA的结构探针和化疗试剂。
DNA结合试剂主要以两种方式与其靶分子相互作用：(1)结合在的大、小沟中，静电疏水、相互作用及氢键能稳定这种结合方式，如[Cu(phen)2]2+、阳离子金属卟啉及有机抗癌药物等以这种方式和DNA结合；(2)插(嵌)入到DNA的碱基对之间，如EB及抗癌药物顺铂等。
无论那一种方式均可能导致DNA结构畸变、解链，甚至断裂。
各种光谱方法和分子生物学方法可用于表征小分子与DNA相互作用，如紫外-可见光谱学方法、荧光光谱法测定[Cu(phen)2]2+与DNA的相互作用2.3紫外-可见吸收光谱法是研究药物与DNA相互作用机理最为常用、方便的方法。
DNA的碱基具有光学活性，在260 nm处具有最大吸收峰，同时许多药物小分子也具有光学活性，当它们与DNA结合后，对DNA或药物小分子的吸收谱都会引起变化，如吸收谱带变宽、红移(蓝移)效应和减色(或增色)效应。
铜(Ⅱ)配合物与DNA作用的光谱法研究
铜(Ⅱ)配合物与DNA作用的光谱法研究林秋月;胡瑞定;郑孝华【期刊名称】《光谱学与光谱分析》【年(卷),期】2004(24)8【摘要】采用紫外光谱和荧光光谱研究了配离子[Cu(A)2]2+(其中A=邻菲络啉(phen), 联吡啶(bpy), 乙二胺(en))与小牛胸腺DNA的相互作用. 实验发现配合物的存在使DNA碱变性的pH增大, 变性后增色效应减小. EB-DNA体系的荧光强度随[Cu(phen)2]2+的加入迅速减弱. 在DNA存在下, 配离子被猝灭剂[Fe(CN)6]4-的发光猝灭程度减小. 进一步研究了配体分子平面的大小对配合物与DNA作用的影响. 结果表明, 铜配合物与DNA之间发生了插入作用, 且该作用随配体芳环平面的减小而减弱, 即[Cu(phen)2]2+＞[Cu(bpy)2]2+＞[Cu(en)2]2+.【总页数】3页(P988-990)【作者】林秋月;胡瑞定;郑孝华【作者单位】浙江师范大学化学与生命科学学院化学系,浙江,金华,321004;浙江师范大学化学与生命科学学院化学系,浙江,金华,321004;浙江师范大学化学与生命科学学院化学系,浙江,金华,321004【正文语种】中文【中图分类】O614.121;O657.3【相关文献】1.1,10-邻菲咯啉-铜(Ⅱ)-L-瓜氨酸配合物的合成、表征及其与DNA作用的研究[J], 陈燕青;郑静;鲍昊2.5-氨基-1,10-菲咯啉对羟基苯甲醛西佛碱铜配合物的合成、表征及与DNA作用研究 [J], 赵瑨云;马春华;陈良壁3.四环素-Sm(Ⅲ)配合物与ctDNA作用的紫外-可见光谱法研究 [J], 文志刚;吴桂玲4.Sm(Ⅲ)(MTB)2配合物与DNA作用的光谱法研究 [J], 黎泓波;王兴明;刘海萍;胡亚敏;杨定明;石荣铭;董发勤5.2种单核吡啶-铜配合物与DNA作用及抗癌活性研究 [J], 费宝丽;徐武双;李雯;龙剑英;刘庆波;孙为银因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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2. 荧光光谱法
（1） 用溴化乙啶作荧光试剂的原理 ） 溴化乙啶(EthBr)能插入双链 能插入双链DNA的碱基之 溴化乙啶 能插入双链 的碱基之 间与DNA发生专一作用，因此其本身荧光强度被 发生专一作用， 间与 发生专一作用 大大增强， 大大增强，达100倍，成为测定 倍 成为测定DNA及各种性质 及各种性质 的灵敏试剂。 的灵敏试剂。 如果某种化合物能与DNA发生类似溴化 发生类似溴化 如果某种化合物能与 乙啶与DNA这种作用方式的反应，就会竞争 这种作用方式的反应， 乙啶与 这种作用方式的反应 溴化乙啶与DNA体系的荧光，跟踪这一体系 体系的荧光， 溴化乙啶与 体系的荧光 的荧光变化，可以判断化合物是否与DNA发 的荧光变化，可以判断化合物是否与 发 生作用。 生作用。
结束语 感谢汪波老师对我的指导和对初 稿提出的意见； 稿提出的意见； 感谢邵嘉亮和纪庆升同学在 powerpoint的制作过程中给予我的帮 的制作过程中给予我的帮 助； 谢谢大家的支持， 谢谢大家的支持，thanks for your patient ! ! !
由左图知 Mn席夫碱的 席夫碱的 荧光程度随KI 荧光程度随 的增加快速降 没有DNA 低，没有 存在时比有 DNA存在时降 存在时降 得更快， 得更快，表明 Mn席夫碱嵌 席夫碱嵌 双链中， 入DNA双链中， 双链中 因受到磷酸基 团保护从而使 荧光猝灭变慢。 荧光猝灭变慢。
（4）温度的影响 ）
（3）KI的猝灭实验 ） 的猝灭实验
一些物质（如卤素离子、硝基化合物、 一些物质（如卤素离子、硝基化合物、重 金属离子等等）可使荧光猝灭， 金属离子等等）可使荧光猝灭，称为荧光猝 灭作用。 为常用的荧光猝灭剂 为常用的荧光猝灭剂。 灭作用。KI为常用的荧光猝灭剂。 通过在有CTDNA（小牛胸腺的DNA)和无 （小牛胸腺的 通过在有 和无 CTDNA存在的情况下，KI对Mn席夫碱猝灭 存在的情况下， 对 存在的情况下 席夫碱猝灭 情况的不同，可进一步论证Mn席夫碱与 席夫碱与DNA 情况的不同，可进一步论证 席夫碱与 的嵌入作用。 的嵌入作用。
由左图可知 随Mn席夫碱浓 席夫碱浓 度增加， 度增加，EBDNA体系荧光强 体系荧光强 度减弱， 度减弱，当增至 c(compl)/c(DNA) =31.84时，体系 时 的荧光强度已降 至48.5%，表明 ， Mn席夫碱嵌入 席夫碱嵌入 到了DNA双链之 到了 双链之 间。
右图比较 了几种席夫碱 与DNA相互作 相互作 用的强弱， 用的强弱，其 中作用最强的 席夫碱， 为Co(II)席夫碱， 席夫碱 最弱为Zn席夫 最弱为 席夫 碱.
三 小结
光谱法是研究DNA与金属配合物的相互 与金属配合物的相互 光谱法是研究 作用的主要手段。其中主要包括紫外光谱法、 作用的主要手段。其中主要包括紫外光谱法、 荧光光谱法、拉曼光谱法。 荧光光谱法、拉曼光谱法。紫外光谱为吸收光 荧光光谱是激发光谱， 谱，荧光光谱是激发光谱，拉曼光谱是散射光 谱的一种，这3种方法各有优点和缺点，一般 谱的一种， 种方法各有优点和缺点， 种方法各有优点和缺点 是结合使用，可以起到互补的作用。 是结合使用，可以起到互补的作用。
目前国际上用共振拉曼光谱方法研究抗癌 药物与DNA相互作用的工作十分活跃，其主要 相互作用的工作十分活跃， 药物与 相互作用的工作十分活跃 研究目的以及发展趋势在于: 研究目的以及发展趋势在于 (1) 进一步证实共振拉曼光谱的缺色性是否是 插入和沟槽联接的好的判断根据; 插入和沟槽联接的好的判断根据 (2) 利用脉冲激光共振拉曼光谱研究激发态 药物与DNA的复合物的结构和谱带特征 的复合物的结构和谱带特征; 药物与 的复合物的结构和谱带特征
药物与DNA的插入作用可以引起其紫外 的插入作用可以引起其紫外 药物与 共振拉曼光谱的缺色性,即拉曼光谱谱峰强度 共振拉曼光谱的缺色性 即拉曼光谱谱峰强度 的变化。而与DNA沟槽键联的药物 不仅能 沟槽键联的药物,不仅能 的变化。而与 沟槽键联的药物 引起拉曼光谱的缺色性,而且其光谱还会产生 引起拉曼光谱的缺色性 而且其光谱还会产生 频移。 频移。由于共价键联的药物的共振拉曼光谱 没有缺色性,因此可以把共振拉曼光谱的缺色 没有缺色性 因此可以把共振拉曼光谱的缺色 性作为区分插入作用和共价键联作用以及沟 槽联接作用的依据。 槽联接作用的依据。
近年发现， 近年发现，一些金属络合物如金属席夫 在氧化剂存在的条件下, 碱,在氧化剂存在的条件下 能够断裂或者键 在氧化剂存在的条件下 合ＤＮＡ。 席夫碱及金属席夫碱化合物是一类抗 癌药物,研究抗癌药物与ＤＮＡ的相互作用 研究抗癌药物与ＤＮＡ 癌药物 研究抗癌药物与ＤＮＡ的相互作用 机理, 机理 对选择核酸酶及抗癌药物的合成具 有重要意义。 有重要意义。
光谱法在DNA与金 属配合物 相互作用的研究方 面的应用
报告人：周智
一 选题的由来与意义
20世纪 年代中期，研究发现金属配 世纪80年代中期 世纪 年代中期， 合物与ＤＮＡ的作用时,发现 ＤＮＡ的作用时 发现Ｒｕ 合物与ＤＮＡ的作用时 发现Ｒｕ2+、Ｃｏ3+ 的八面手性金属配合物具有识别ＤＮＡ ＤＮＡ二 的八面手性金属配合物具有识别ＤＮＡ二 级结构的能力, 从而发展了一种能识别Ｂ 级结构的能力 从而发展了一种能识别Ｂ ＤＮＡ的手性配合物探针 的手性配合物探针. 型ＤＮＡ的手性配合物探针 杨频等人用ＥＢ作探针研究了Ｆｅ ｐ 杨频等人用ＥＢ作探针研究了Ｆｅ(ｐ ＥＢ作探针研究了Ｆｅ ｈｅｎ) ｈｅｎ 3Ｃｌ2·6Ｈ2Ｏ等手性金属配合物与 Ｈ ＤＮＡ的作用机理 的作用机理。 ＤＮＡ的作用机理。
随着各种新激光技术如激光倍频技术、 随着各种新激光技术如激光倍频技术、紫 外可调谐激光技术等的发展， 外可调谐激光技术等的发展，将有力推动光谱 技术在金属配合物与DNA的相互作用和其他生 技术在金属配合物与 的相互作用和其他生 物大分子结构及其与物质相互作用等研究工作 的应用。所以，这方面的研究有着光明的前景！ 的应用。所以，这方面的研究有着光明的前景！
温度对物质的荧光度有一定影响， 温度对物质的荧光度有一定影响，一般来 说温度越高，荧光强度越低， 说温度越高，荧光强度越低，对Mn席夫碱而 席夫碱而 言随温度升高荧光强度降低，但在Mn席夫碱 席夫碱言随温度升高荧光强度降低，但在 席夫碱 DNA体系中，随温度上升，体系的荧光强度先 体系中， 体系中 随温度上升， 升后降。在较低温度下， 升后降。在较低温度下，DNA双链堆积较为紧 双链堆积较为紧 席夫碱嵌入碱基对中， 密，Mn席夫碱嵌入碱基对中，因而荧光强度 席夫碱嵌入碱基对中 较弱，随温度升高， 双链堆积程度减弱， 较弱，随温度升高，DNA双链堆积程度减弱， 双链堆积程度减弱 荧光强度增强。但当温度升至60摄氏度时 摄氏度时， 荧光强度增强。但当温度升至 摄氏度时， DNA双链几乎完全松散，变性 双链几乎完全松散， 双链几乎完全松散 变性DNA的荧光猝灭 的荧光猝灭 保护作用减弱，因而该体系的荧光强度又降低。 保护作用减弱，因而该体系的荧光强度又降低。
相互间的弱相互作用,如氢 （3） 药物与 ） 药物与DNA相互间的弱相互作用 如氢 相互间的弱相互作用 库仑力等; 键、库仑力等 （4） 通过紫外共振拉曼光谱技术来精确确 ） 定药物与DNA相互作用的准确位置； 相互作用的准确位置； 定药物与 相互作用的准确位置 （5）如何使共振拉曼光谱技术实用化等。 ）如何使共振拉曼光谱技术实用化等。
参考文献
1. 李来生，王宁晓，黄伟东，王丽萍 荧光法研 李来生，王宁晓，黄伟东， 究金属配合物与DNA的相互作用 江西师范大学学报 究金属配合物与 的相互作用 自然科学报） 卷第4期 （自然科学报） 2001.11 第25卷第 期 卷第 2. 廖见培，刘国东，黄杉生 水溶性金属席夫碱 廖见培，刘国东， 与DNA相互作用的荧光光谱 分析测试化学报 2001.5 相互作用的荧光光谱 卷第3期 第20卷第 期 卷第
（5）其他因素的影响 ）
.pH的影响 的影响
变性DNA的影响 的影响 变性 DNA盐效应 盐效应
3. 拉曼光谱法
用激光辐射样品时，会发生散射。 用激光辐射样品时，会发生散射。在散 射光谱中，有些光的频率与入射光频率不同， 射光谱中，有些光的频率与入射光频率不同， 强度要弱得多，其中就有拉曼光谱。 强度要弱得多，其中就有拉曼光谱。 共振拉曼效应即当激发激光波长落入 分子电子吸收峰附近时， 分子电子吸收峰附近时，分子振动的拉曼 信号强度得到极大增强， 信号强度得到极大增强，约是普通拉曼光 强度的10 强度的 4~106倍。
二 主要研究手段
1.紫外光谱法 紫外光谱法
双链DNA分子由于含有芳香性碱基和磷酸 分子由于含有芳香性碱基和磷酸 双链 其紫外光谱在260nm附近有 强吸收峰。 附近有1强吸收峰 根，其紫外光谱在 附近有 强吸收峰。 DNA的碱基是很多药物与 的碱基是很多药物与DNA结合的位点。 结合的位点。 的碱基是很多药物与 结合的位点 结合药物后， 结合药物后，DNA的上述特征吸收峰会发生位 的上述特征吸收峰会发生位 移。
（2）EB和化合物的竞争实验 ） 和化合物的竞争实验
EB与DNA发生嵌入作用使其荧光强度 与 发生嵌入作用使其荧光强度 大增， 席夫碱与DNA发生类似作用， 发生类似作用， 大增，而Mn席夫碱与 席夫碱与 发生类似作用 两者竞争结合位点，减弱EB-DNA体系的荧 两者竞争结合位点，减弱 体系的荧 通常以c(compl)/c(DNA)<100为限，荧 为限， 光。通常以 为限 光值减弱50%作为化合物是否与 作为化合物是否与DNA作用 光值减弱 作为化合物是否与 作用 的判据。 的判据。
3. 沈昊宇，包信涛，乐芝凤 含d-2-氨基 脱葡萄糖的 沈昊宇，包信涛， 氨基-2-脱葡萄糖 氨基 脱葡萄糖的 金属配合物与DNA的相互作用的紫外和荧光光谱 应用 金属配合物与 的相互作用的紫外和荧光光谱 卷第3期 化学 2001.3 第18卷第 期 卷第 4. 李蔚，陈五高，梁永茂 抗癌药物与 李蔚，陈五高， 抗癌药物与DNA相互作 相互作 年第7 用的共振拉曼光谱研究 中国激光医学杂志 1998年第 年第 卷第2期 卷第 期