【摘要】：G-四鏈體是富G序列在生理?xiàng)l件下形成的一種非經(jīng)典的DNA二級(jí)結(jié)構(gòu),它廣泛存在人類(lèi)基因組重要的生物學(xué)區(qū)域,大量研究表明,G-四鏈體的形成可以抑制端粒酶的活性,已經(jīng)成為開(kāi)發(fā)新型抗癌藥物的一種思路。然而,人類(lèi)基因組存在的大量富G序列可以形成G-四鏈體結(jié)構(gòu),使得選擇性靶向結(jié)構(gòu)和生物學(xué)功能不同的G-四鏈體變得至關(guān)重要。目前,多倍體G-四鏈體DNA和RNA被報(bào)道少量存在于人端粒末端和C9orf72基因相關(guān)的人非編碼區(qū)域,因此,設(shè)計(jì)選擇性識(shí)別和結(jié)合多倍體G-四鏈體的熒光探針和結(jié)合劑,對(duì)結(jié)構(gòu)檢測(cè)探針、富G基因序列的功能研究及潛在的抗腫瘤先導(dǎo)藥物的研究具有非常重要的意義。本文以選擇性識(shí)別與結(jié)合人端粒多倍體G-四鏈體為目的,設(shè)計(jì)了兩類(lèi)化合物進(jìn)行研究。第一部分工作:合成了三個(gè)不同聚醚鏈長(zhǎng)連接的雙喹啉二聚體化合物1a-c,研究了它們及單體化合物360A對(duì)人端粒雙倍體G-四鏈體DNA(G2T1)的結(jié)合親和力、熱穩(wěn)定性和選擇性。具有中間聚醚鏈長(zhǎng)的化合物1b對(duì)反平行G2T1(Anti-G2T1)的表觀結(jié)合常數(shù)最大(Ka=4.3±0.1×107 M-1),是其它四種單倍體G-四鏈體(反平行單倍體G-四鏈體、c-kit1、c-kit2和c-myc)的30-425倍,表現(xiàn)出高選擇性結(jié)合作用;可以誘導(dǎo)形成G-四鏈體,是目前報(bào)道的多倍體G-四鏈體結(jié)合劑中對(duì)Anti-G2T1的熱穩(wěn)定性最高的結(jié)合劑(ATm28.1℃)。相對(duì)于單體化合物360A和聚醚鏈長(zhǎng)最短和最長(zhǎng)的雙喹啉二聚體化合物1a和1c來(lái)說(shuō),化合物1b對(duì)Anti-G2T1顯示了更高的結(jié)合選擇性,說(shuō)明中間聚醚鏈長(zhǎng)對(duì)選擇性結(jié)合與穩(wěn)定G2T1具有重要的調(diào)控作用。化合物1b與Anti-G2T1可能的結(jié)合模式為:化合物1b的兩個(gè)雙喹啉單元分別π-π堆積在兩個(gè)相鄰G-四分體平面,且兩分子化合物1b以該種方式分別堆積在一個(gè)Anti-G2T1的上下平面。另外,化合物1b有較強(qiáng)的端粒酶抑制活性(IC50=5.0 ± 0.2 μM)和一定的抗腫瘤活性,特別是Hela細(xì)胞(IC50=9.5±2.0 μM)。第二部分工作:合成了兩個(gè)小檗堿-雙喹啉偶聯(lián)化合物Ber-360A(2a)和Ber-PDS(2b),研究了它們對(duì)人端粒G2T1的熒光響應(yīng)能力、結(jié)合能力、選擇性和熱穩(wěn)定性。與其它DNA序列相比,化合物2a-b對(duì)反平行G2T1的熒光響應(yīng)能力更強(qiáng),結(jié)合常數(shù)更大(Ka107 M-1),表現(xiàn)出特異性熒光識(shí)別和選擇性結(jié)合的作用;兩個(gè)化合物相比,化合物2b的熒光響應(yīng)能力更強(qiáng),靈敏度更高,檢測(cè)限達(dá)0.44 nM;化合物2a-b可以誘導(dǎo)形成G-四鏈體,對(duì)反平行G2T1的熱穩(wěn)定性(ATm20℃)比其它序列更高;它們的結(jié)合模式為:兩分子化合物2a或者2b分別π-π堆積在Anti-G2T1的上下平面相鄰的兩個(gè)G-四分體平面上,且化合物對(duì)其中三個(gè)G-四分體平面的結(jié)合作用強(qiáng)于7和19位腺嘌呤所對(duì)應(yīng)的G-四分體平面。細(xì)胞成像實(shí)驗(yàn)說(shuō)明兩種化合物都可以進(jìn)入細(xì)胞,特別是化合物2b可以對(duì)細(xì)胞核內(nèi)的G-四鏈體DNA進(jìn)行熒光檢測(cè);化合物2a-b顯示出強(qiáng)的端粒酶抑制活性(分別為0.92±0.14 μM、1.34±0.19 μM)和一定的抑制腫瘤細(xì)胞增殖的作用�？傊�,本研究發(fā)現(xiàn)了一類(lèi)優(yōu)良的雙倍體G-四鏈體結(jié)合劑和一類(lèi)熒光配體與G-四鏈體結(jié)合劑偶聯(lián)的雙倍體G-四鏈體熒光探針,這些研究有助于設(shè)計(jì)性能更佳優(yōu)良的多倍體G-四鏈體的熒光探針或結(jié)合劑,對(duì)于多倍體G-四鏈體結(jié)構(gòu)的檢測(cè)、富G基因序列的功能研究及抗腫瘤藥物的研發(fā)可以提供重要的理論指導(dǎo)。
【圖文】：

第一章前言逡逑，Ｇ－四鏈體的結(jié)構(gòu)獲得表征與解釋?zhuān)蓿玻玻薄Ｓ捎诟唬切蛄蟹肿觾?nèi)和分子間相互作用，形成ｌｏｏｐ鏈的數(shù)量、電性和扭轉(zhuǎn)力等多種多樣，因此可以折不同構(gòu)型的Ｇ－四鏈體１２３１，此外，不同Ｇ－四鏈體的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與富Ｇ序列所相關(guān)，比如溶液中存在金屬陽(yáng)離子、存在小分子化合物以及分子間擁擠［２？５１。Ｇ－四鏈體可以由單獨(dú)一條富Ｇ序列通過(guò)自身分子內(nèi)的作用形成，由兩條或四條富Ｇ序列通過(guò)分子間的相互作用形成，由于ｌｏｏｐ鏈的電性，富Ｇ序列折疊形成的Ｇ－四鏈體可分為四條鏈的方向都相同的平行構(gòu)型、逡逑兩條鏈的方向相反的反平行構(gòu)型和一條鏈與其它三條取向相反的混合平（圖１－１邋ｂ）ｌ￥２７］。不同的富Ｇ序列盤(pán)繞折疊形成的Ｇ－四鏈體是獨(dú)特的；富Ｇ序列在不同條件下也可以形成不同構(gòu)型的Ｇ－四鏈體，，如人端粒末端分在Ｋ％條件下形成混合平行構(gòu)型，在Ｎａ＋條件下形成反平行構(gòu)型Ｉ２８－２＇逡逑（ａ）逡逑

項(xiàng)士學(xué)位論文設(shè)計(jì)選擇性識(shí)別與結(jié)合這種結(jié)構(gòu)獨(dú)特的多倍體Ｇ－四鏈體的就可以將它與其它結(jié)構(gòu)和生物學(xué)功能不同的Ｇ－四鏈體區(qū)分［３？３化別或者選擇性穩(wěn)定多倍體Ｇ－四鏈體的小分子化合物作為癌癥檢物的毒副作用更小，更有發(fā)展前景，本文主要研宄人端粒末端倍體Ｇ－四鏈體ＤＮＡ。逡逑
【學(xué)位授予單位】：南方醫(yī)科大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：R914

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本文編號(hào)：2615774