發(fā)布時間：2020-04-19 16:30

【摘要】：癌癥一直都是醫(yī)學(xué)領(lǐng)域棘手的問題。盡管科學(xué)家們在生物學(xué)和醫(yī)學(xué)方面已經(jīng)取得了巨大的進步,癌癥的發(fā)病率仍然在逐年增加,開發(fā)新型高效的抗癌藥物是亟待解決的課題。生物的遺傳物質(zhì)儲存在脫氧核糖核酸的核苷酸序列當(dāng)中,許多抗腫瘤藥物都是以生物體內(nèi)的DNA作為靶標分子,通過破壞癌細胞結(jié)構(gòu),影響基因調(diào)控和表達,表現(xiàn)出抗癌活性,因而對DNA具有強親和力的分子也可以成為優(yōu)異的化學(xué)治療劑。探究化合物與DNA之間的相互作用有助于理解遺傳相關(guān)疾病、抗腫瘤和抗病毒藥物的作用機制,有助于新型高效DNA靶向藥物的設(shè)計。卟啉類化合物作為光動力抗腫瘤藥物是生物無機化學(xué)較為活躍的領(lǐng)域之一,與卟啉大環(huán)共軛結(jié)構(gòu)相似的咔咯化合物在這些領(lǐng)域的研究是當(dāng)今卟啉化學(xué)的熱門課題。本論文設(shè)計合成meso位上含有兩個乙羥基和一個苯羥基的咔咯化合物,并制備了其鎵和錳金屬配合物,研究了它們與DNA的相互作用及抗腫瘤活性。主要研究內(nèi)容如下:(1)合成了三個新咔咯化合物,10-(4-羥基苯基)-5,15-二(4-(2-羥乙基)氨基-2,3,5,6-四氟苯基)咔咯1及其鎵(Ⅲ)配合物1-Ga和錳(Ⅲ)配合物1-Mn。用紫外-可見吸收光譜、高分辨質(zhì)譜、元素分析、核磁共振波譜對化合物進行了表征。(2)采用光譜學(xué)方法(紫外-可見光譜滴定、熒光競爭實驗、圓二色光譜滴定)、流體力學(xué)方法(粘度測定)、分子對接技術(shù)研究咔咯1和1-Ga與DNA間的相互作用。結(jié)果表明,1-Ga和1均以外部結(jié)合模式與DNA相互作用,與自由咔咯1相比,咔咯鎵配合物表現(xiàn)出更高的DNA結(jié)合親和力。分子對接進一步表明咔咯化合物在DNA的大溝區(qū)域存在范德華力及氫鍵。(3)采用電泳法研究了1和1-Ga的光核酸酶活性,發(fā)現(xiàn)它們均能在光照后有效地斷裂切割DNA,初步判斷1在光照條件下斷裂DNA的主要活性氧物種(ROS)是單線態(tài)氧,1-Ga光斷裂DNA可能涉及單線態(tài)氧和羥基自由基。(4)采用3-(4,5-二甲基噻唑-2)-2,5-二苯基四氮唑溴鹽(MTT)法探究了1和1-Ga對乳腺癌、肝癌和肺癌三種腫瘤細胞的體外細胞毒性,發(fā)現(xiàn)它們均具有強的細胞光毒性。咔咯化合物主要通過ROS介導(dǎo)的線粒體途徑誘導(dǎo)HepG2細胞凋亡,1和1-Ga分別可以誘導(dǎo)S期和G2/M期細胞周期阻滯。(5)采用光譜學(xué)方法和流體力學(xué)方法研究咔咯1-Mn與DNA的結(jié)合模式,結(jié)果表明1-Mn與DNA通過外部結(jié)合模式相互作用。瓊脂糖凝膠電泳實驗表明1-Mn能在抗壞血酸的存在下有效地斷裂DNA,其斷裂機理可能涉及羥基自由基。
【圖文】：

圖 1-7 咔咯“周期表”Fig. 1-7 Periodic table of corroles.咯化合物具有較高的共軛結(jié)構(gòu)，容易與金屬離子形成穩(wěn)定的配合物。圖 1-7 顯所有能夠與自由咔咯配位的離子元素，其中含有多種主族元素及十幾種過渡金咯配合物的合成方法大致可分為兩種，，一種是比較局限的金屬離子模板的方只能得到鈷咔咯配合物，用其他金屬替代時并不能很好的獲得目標產(chǎn)物；另一常規(guī)的方法，通過合成自由咔咯，再在有機溶劑中與過量離子鹽反應(yīng)獲得相應(yīng)，此方法可包含多種金屬或其他元素。金屬離子模板法如下圖 1-8 所示，指的 Paolesse 等人所報道的方法，合成方法是在乙醇溶液中，利用鈷離子輔助大環(huán)得到了鈷咔咯配合物[30, 31]。常規(guī)方法如合成 5,10,15-三(五氟苯基)鎵咔咯[32]， 所示，在氬氣的保護下，將過量的氯化鎵在一定吡啶溶劑中加熱回流，待反應(yīng)干溶劑，加入少量的吡啶于洗脫劑中，柱層析分離產(chǎn)物，獲得軸向配體為吡啶

[42]。圖1-12 分子對接：2-Ga與G四鏈體結(jié)合模式圖Fig. 1-12 Molecular docking simulations: binding modes of 2-Ga with c-myc G-quadruplex考慮到咔咯與 DNA 結(jié)合性質(zhì)，同時也研究了它們斷裂 DNA 的能力。研究發(fā)現(xiàn)中心金屬為錳或鐵的咔咯配合物能在活性氧和活性氮物質(zhì)的存在下斷裂質(zhì)粒 DNA，具有化學(xué)核酸酶活性[43, 44]；中心金屬為鎵或磷的咔咯配合物能在光照后斷裂質(zhì)粒 DNA，具有化學(xué)核酸酶活性[45, 46]。除了雙鏈構(gòu)型外，DNA 結(jié)構(gòu)中還包括一些非雙鏈區(qū)域，這些區(qū)域被認為是 DNA 復(fù)制中的自發(fā)錯誤，因此對細胞起重要作用。2-Mn 可以選擇性地切割位于非雙鏈體區(qū)域的鳥苷單元，雙鏈區(qū)中的鳥苷單元和非雙鏈區(qū)中的其他核苷都不能被有
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：R96;TQ460.1

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 ;DNA cleavage mediated by water-soluble manganese corrole[J];Chinese Chemical Letters;2011年01期

本文編號：2633497