本文關(guān)鍵詞：靶向端粒G-四鏈體DNA的抗腫瘤鉑化合物的合成、表征及其作用機(jī)理研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：DNA是一個(gè)經(jīng)典的抗腫瘤藥物靶點(diǎn)。然而,在細(xì)胞核內(nèi)中存在著大量的雙螺旋DNA,以雙螺旋DNA為靶點(diǎn)的抗腫瘤藥物會(huì)非特異性的結(jié)合到DNA上,產(chǎn)生嚴(yán)重的毒副作用。為了降低抗腫瘤藥物的毒副作用,設(shè)計(jì)合成毒性低、選擇性更好的抗腫瘤藥物是當(dāng)今藥物學(xué)家面臨的巨大挑戰(zhàn)。除了雙螺旋結(jié)構(gòu)外,核酸的一些二級結(jié)構(gòu),如富G序列形成的G-四鏈體DNA也成為重要的抗腫瘤藥物靶點(diǎn)。與雙螺旋結(jié)構(gòu)相比,G—四鏈體DNA在尺寸、loop和結(jié)構(gòu)上有很大的不同,而G-四鏈體結(jié)構(gòu)的這種多樣性,則使設(shè)計(jì)合成能夠選擇性識別G-四鏈體DNA的小分子配體成為可能。 本文主要目標(biāo)是合成以G-四鏈體DNA為靶點(diǎn)的活性好、毒性低的抗腫瘤配合物。為此,設(shè)計(jì)合成了一系列取代基不一樣的多吡啶鉑配合物21個(gè),并對其進(jìn)行了結(jié)構(gòu)表征。用譜學(xué)方法研究了這些配合物對ct-DNA和G-四鏈體DNA的選擇性,并且通過體外生物實(shí)驗(yàn)檢測了這些配合物對端粒酶活性的抑制作用和對腫瘤細(xì)胞增殖的影響,以及它們對端粒酶逆轉(zhuǎn)錄酶hTERTmRNA表達(dá)的影響。初步探討了其抗腫瘤作用機(jī)理。 本文分為四章： 第一章,為前言,簡述了G—四鏈體DNA的結(jié)構(gòu)特征及其生物學(xué)功能；端粒DNA的結(jié)構(gòu)和功能；以G—四鏈體為靶點(diǎn)的抗腫瘤小分子配體的研究進(jìn)展。 第二章,本論文合成了21個(gè)1,10—菲羅啉苯并咪唑衍生物的鉑(Ⅱ)配合物,并用ESI-MS、元素分析、IR、1HNMR和UV-Vis等對其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。 第三章,MTT實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,大部分配合物對腫瘤細(xì)胞株(MGC80-3、 BEL-7404、SPC-A-2和HeLa)的生長均表現(xiàn)出很強(qiáng)的抑制作用,絕大部分配合物的IC50在20μmol/L以下,配合物對SPC-A-2活性的抑制作用尤其明顯,而且配合物對人正常肝細(xì)胞株(HL-7702)毒性較低�？偨Y(jié)構(gòu)效關(guān)系發(fā)現(xiàn),取代基對配合物的抗腫瘤活性有比較大的影響,甲氧基取代基配合物有很強(qiáng)的抗腫瘤活性,羥基取代基配合物的活性次之,硝基取代基的活性最差。 流式細(xì)胞術(shù)結(jié)果發(fā)現(xiàn),配合物1-9作用于人宮頸癌細(xì)胞HeLa72h后,將宮頸癌細(xì)胞HeLa阻滯于sub-G1期,亞二倍體sub-G1的出現(xiàn),表明配合物1-9能夠誘導(dǎo)宮頸癌細(xì)胞HeLa凋亡,宮頸癌細(xì)胞HeLa的細(xì)胞周期sub-G1期DNA含量的增加呈濃度依賴性。配合物1-9誘導(dǎo)宮頸癌細(xì)胞HeLa凋亡呈濃度依賴性。 端粒酶活性的抑制作用和hTERT mRNA的表達(dá)調(diào)控研究發(fā)現(xiàn),篩選的9種配合物對端粒酶都有很強(qiáng)抑制作用,端粒酶活性抑制率在62.16%到85.39%,配合物1-9都能夠下調(diào)HeLa細(xì)胞中hTERT mRNA的表達(dá)。 第四章,用紫外、熒光和圓二色等譜學(xué)方法研究了21個(gè)配合物與不同DNA(ct-DNA和G-quadruplex DNA)的相互作用,結(jié)果如下： 1.配合物能夠與DNA產(chǎn)生靜電相互作用。所有配合物與SDS作用后,隨著SDS濃度從[SDS]：[配合物]=0-2.5逐漸增大,配合物的最大紫外吸收都出現(xiàn)了減色效應(yīng),減色率在35-59%之間,減色是因?yàn)榕浜衔锱cSDS的磺酸基相互作用引起的。 2.用紫外光譜研究了配合物與ct-DNA和G—四鏈體DNA的相互作用。配合物與DNA的作用引起配合物吸收峰減色,部分配合物的最大吸收發(fā)生紅移,這是配合物與ct-DNA之間存在靜電作用和經(jīng)典插入作用共同引起的。而配合物與端粒G—四鏈體H21T除采取堆積模式結(jié)合外,還可能與G—四鏈體DNA的磷酸骨架和loop作用。配合物與G-四鏈體H21T作用的結(jié)合常數(shù)(Kb)約為ct-DNA結(jié)合常數(shù)的25～95倍,配合物會(huì)優(yōu)先與端粒G—四鏈體H21T結(jié)合。吸電子基團(tuán)的存在有助于增強(qiáng)配合物與ct-DNA的相互作用,而供電子基團(tuán)的存在有助于增強(qiáng)配合物與G—四鏈體的堆積作用。 3.用熒光競爭法(G4-FID)實(shí)驗(yàn)研究配合物對四種G—四鏈體DNA(ckit1、 ckit2、H21T、pu22)和一種雙螺旋DNA (ds26)的選擇性。配合物與不同G—四鏈體DNA有很強(qiáng)的結(jié)合作用,DC50值在0.2-0.9μmol/L之間,與雙螺旋DNA(ds26)作用的DC50值在1.2-2.0μmol/L之間。配合物與G—四鏈體DNA結(jié)合能力強(qiáng)于雙螺旋DNA,配合物對端粒G—四鏈體H21T具有一定的選擇性識別作用,但這種選擇性不是很明顯。FRET熔點(diǎn)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)所篩選的8個(gè)配合物能提高G—四鏈體F21T的解鏈溫度Tm,值,說明配合物能有效的穩(wěn)定端粒G-四鏈體H21T。 4.用CD光譜研究了不同DNA和配合物作用后DNA的構(gòu)象變化。當(dāng)配合物加入到ct-DNA中時(shí),ct-DNA的正負(fù)吸收峰都發(fā)生了明顯的強(qiáng)度改變,部分配合物還發(fā)生了藍(lán)移；而配合物能使溶液中無序的單鏈端粒DNA在290nm處弱吸收峰強(qiáng)度增加,在263nm附近新的負(fù)吸收峰強(qiáng)度也增強(qiáng),誘導(dǎo)單鏈端粒DNA形成反平行G—四鏈體結(jié)構(gòu)。配合物加入到混合型端粒G—四鏈體DNA中,使平行G—四鏈體結(jié)構(gòu)的特征吸收峰消失,反平行G—四鏈體結(jié)構(gòu)的特征吸收峰增強(qiáng)。可見配合物能夠誘導(dǎo)單鏈的端粒DNA形成反平行G—四鏈體結(jié)構(gòu),并穩(wěn)定這種結(jié)構(gòu)。結(jié)合MTT法、CD、UV-Vis和G4-FID的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知,配合物對端粒酶活性的抑制有可能是通過誘導(dǎo)端粒單鏈富G序列形成G-四鏈體結(jié)構(gòu)并穩(wěn)定這種結(jié)構(gòu)而起作用的。 本文初步研究了所合成的鉑配合物的抗腫瘤作用機(jī)理。本文所獲得的結(jié)果為設(shè)計(jì)合成新穎的抗腫瘤化合物提供了一種新的策略。
【關(guān)鍵詞】：靶向 端粒G-四鏈體DNA 端粒酶活性 抗腫瘤鉑(Ⅱ)配合物 細(xì)胞毒性機(jī)制
【學(xué)位授予單位】：中南大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：O641.4
【目錄】：

• 摘要4-7
• ABSTRACT7-13
• 第一章 前言13-39
• 1.1 G—四鏈體DNA結(jié)構(gòu)及其生物功能13-21
• 1.1.1 G—四鏈體DNA結(jié)構(gòu)特征13-17
• 1.1.2 G—四鏈體DNA的生物學(xué)功能17-21
• 1.2 端粒和端粒G—四鏈體結(jié)構(gòu)21-27
• 1.2.1 端粒及其功能21-22
• 1.2.2 端粒G—四鏈體結(jié)構(gòu)22-27
• 1.3 靶向G—四鏈體DNA的小分子化合物的研究進(jìn)展27-35
• 1.3.1 靶向G-四鏈體DNA的有機(jī)化合物的研究進(jìn)展27-30
• 1.3.2 靶向G-四鏈體DNA金屬配合物研究進(jìn)展30-35
• 1.4 本論文的設(shè)計(jì)思路35-36
• 1.5 本論文合成配合物的結(jié)構(gòu)式及命名36-39
• 第二章 多吡啶鉑(Ⅱ)配合物的合成和表征39-54
• 2.1 引言39
• 2.2 實(shí)驗(yàn)原料、試劑及儀器設(shè)備39
• 2.3 芳基咪唑[4,5-f][1,10]菲咯啉類鉑配合物的設(shè)計(jì)合成39-41
• 2.3.1 芳基咪唑[4,5-f[1,10]菲咯啉類鉑配合物的合成路線39-40
• 2.3.2 芳基咪唑[4,5-f][1,10]菲咯啉中間體的合成40-41
• 2.3.3 芳基咪唑[4,5-f][1,10]菲咯啉鉑配合物的合成41
• 2.4 芳基咪唑[4,5-f][1,10]菲咯啉鉑配合物的表征41-52
• 2.5 芳基咪唑[4,5-f][1,10]菲咯啉配合物合成討論52-54
• 2.5.1 鄰菲咯啉—5,6—二酮合成52
• 2.5.2 芳基咪唑[4,5-f][1,10]菲咯啉配體的合成52-53
• 2.5.3 芳基咪唑[4,5-f][1,10]菲咯啉二氯化鉑中間體的合成53
• 2.5.4 芳基咪唑[4,5-f][1,10]菲咯啉配合物的合成53-54
• 第三章 鉑(Ⅱ)配合物抗腫瘤活性及抑制端粒酶活性研究54-76
• 3.1 引言54
• 3.2 實(shí)驗(yàn)儀器與試劑54
• 3.3 實(shí)驗(yàn)方法54-57
• 3.3.1 細(xì)胞的接種與培養(yǎng)54-55
• 3.3.2 配合物細(xì)胞水平的活性初篩55
• 3.3.3 配合物抗腫瘤活性機(jī)制的初步研究55-57
• 3.4 結(jié)果及討論57-75
• 3.4.1 配合物在體外對腫瘤細(xì)胞的抑制率57-59
• 3.4.2 配合物在體外對腫瘤細(xì)胞株的IC_(50)值的測定59-65
• 3.4.3 流式細(xì)胞術(shù)檢測配合物1-9對腫瘤細(xì)胞HeLa周期的影響65-68
• 3.4.4 流式細(xì)胞術(shù)研究配合物1-9誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞HeLa凋亡的情況68-71
• 3.4.5 配合物1—9對HeLa端粒酶活性抑制作用及hTERT mRNA表達(dá)的影響71-75
• 3.4 本章小結(jié)75-76
• 第四章 鉑(Ⅱ)配合物與G—四鏈體DNA相互作用研究76-129
• 4.1 引言76
• 4.2 實(shí)驗(yàn)試劑與儀器76-77
• 4.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑76-77
• 4.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器77
• 4.3 溶液配制77-78
• 4.4 小分子化合物與G—四鏈體DNA相互作用的研究方法78-80
• 4.4.1 圓二色光譜法(CD)78
• 4.4.2 熒光共振能量轉(zhuǎn)移技術(shù)(FRET)78-79
• 4.4.3 熒光競爭技術(shù)(G4—FID)79-80
• 4.4.4 紫外可見吸收光譜(UV—Vis)80
• 4.5 甲氧基取代配合物1-13與DNA相互作用結(jié)果及討論80-108
• 4.5.1 紫外光譜研究甲氧基取代配合物1-13穩(wěn)定性80-83
• 4.5.2 紫外光譜研究甲氧基取代配合物1-13與DNA的靜電作用83-86
• 4.5.3 配合物1-13與DNA相互作用的紫外光譜滴定86-93
• 4.5.4 配合物1-13對不同DNA的選擇性研究93-97
• 4.5.5 配合物1、5、8、10、12對端粒G—四鏈體H21T的穩(wěn)定能力研究97-100
• 4.5.6 配合物1-13與DNA相互作用的圓二色譜(CD)100-108
• 4.6 羥基、硝基和二甲胺基取代的配合物14-21與DNA相互作用結(jié)果及討論108-126
• 4.6.1 紫外光譜研究配合物14-21穩(wěn)定性108-110
• 4.6.2 紫外光譜法研究配合物14-21與DNA的靜電作用110-111
• 4.6.3 配合物14-21與DNA相互作用的紫外光譜滴定111-116
• 4.6.4 配合物14-21對不同DNA的選擇性研究116-118
• 4.6.5 配合物14、17和21對端粒G—四鏈體H21T的穩(wěn)定能力研究118-121
• 4.6.6 配合物14-21與DNA相互作用的圓二色譜(CD)121-126
• 4.7 其他配合物與G—四鏈體的相互作用研究126-128
• 4.8 本章小結(jié)128-129
• 第五章 總結(jié)129-131
• 參考文獻(xiàn)131-150
• 附錄150-161
• 致謝161-162
• 攻讀博士學(xué)位期間主要的研究成果162-163

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 盧繼新,張貴珠,黃志娜,趙鵬;巰嘌呤金屬配合物與小牛胸腺DNA的作用[J];化學(xué)學(xué)報(bào);2002年06期

2 ;NOTICE TO AUTHORS[J];Cell Research;1999年01期

  本文關(guān)鍵詞：靶向端粒G-四鏈體DNA的抗腫瘤鉑化合物的合成、表征及其作用機(jī)理研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：260538