手性金属配合物△,∧-[Ru(IP)2dppz]2+对含G:T错配的环丁烷嘧啶二聚体识别和部分构型修复的分子力学研究

环丁烷嘧啶二聚体(Cyclobutane Pyrimidine Dimer,CPD)是紫外线对DNA损伤导致皮肤癌的首要环节,XPC-hHR23B是最早作为对CPD的损伤识别剂的,但其识别效率很低.本文首次采用分子力学方法模拟了一种新的手性金属配合物△,∧-[Ru(IP)2dppz]2 对含G:T错配的CPD双螺旋DNA的识别作用.模拟结果显示:金属配合物[Ru(IP)2dppz]2 的两个手性异构体都对含G:T错配的CPD双螺旋DNA具有识别作用,识别的过程体现了很强的手性选择性、沟选择性和位点特异性.同时,我们发现:在∧-[Ru(IP)2dppz]2 插入到CPD后,形成CPD的两个T碱基由原来的敞口形状部分地转为近平行状,使其在构型上得到初步的修复.     

手性金属配合物Δ,Λ-[Ru(IP)2dppz]2＋对含G:T错配的环丁烷嘧啶二聚体识别和部分构型修复的分子力学研究

环丁烷嘧啶二聚体(Cyclobutane Pyrimidine Dimer, CPD)是紫外线对DNA损伤导致皮肤癌的首要环节, XPC-hHR23B是最早作为对CPD的损伤识别剂的, 但其识别效率很低. 本文首次采用分子力学方法模拟了一种新的手性金属配合物Δ,Λ-[Ru(IP)₂dppz]^2＋对含G:T错配的CPD双螺旋DNA的识别作用. 模拟结果显示: 金属配合物[Ru(IP)₂dppz]^2＋的两个手性异构体都对含G:T错配的CPD双螺旋DNA具有识别作用, 识别的过程体现了很强的手性选择性、沟选择性和位点特异性. 同时, 我们发现: 在Λ-[Ru(IP)₂dppz]^2＋插入到CPD后, 形成CPD的两个T碱基由原来的敞口形状部分地转为近平行状, 使其在构型上得到初步的修复.     

手性金属配合物Δ,Λ-[Ru(IP)2dppz]2＋对含G:T错配的环丁烷嘧啶二聚体识别和部分构型修复的分子力学研究

环丁烷嘧啶二聚体(Cyclobutane Pyrimidine Dimer, CPD)是紫外线对DNA损伤导致皮肤癌的首要环节, XPC-hHR23B是最早作为对CPD的损伤识别剂的, 但其识别效率很低. 本文首次采用分子力学方法模拟了一种新的手性金属配合物Δ,Λ-[Ru(IP)₂dppz]^2＋对含G:T错配的CPD双螺旋DNA的识别作用. 模拟结果显示: 金属配合物[Ru(IP)₂dppz]^2＋的两个手性异构体都对含G:T错配的CPD双螺旋DNA具有识别作用, 识别的过程体现了很强的手性选择性、沟选择性和位点特异性. 同时, 我们发现: 在Λ-[Ru(IP)₂dppz]^2＋插入到CPD后, 形成CPD的两个T碱基由原来的敞口形状部分地转为近平行状, 使其在构型上得到初步的修复.     

D,L-[Ru(phen)_2dppz]~(2+)对含G:T错配的环丁烷嘧啶二聚体识别和修复的理论研究

环丁烷嘧啶二聚体(Cyclobutane Pyrimidine Dimer,CPD)是紫外线对DNA损伤导致皮肤癌的首要环节,XPC-hHR23B是最早作为对CPD的损伤识别剂的,但其识别效率很低.首次采用分子力学方法模拟了手性金属配合物D,L-[Ru(phen)2dppz]2+(phen=1,10phenanthroline,dppz=dipyrido[3,2-a∶2’,3’-c]phenazine)对含G∶T错配的CPD双螺旋DNA的识别作用.模拟结果显示:该配合物的左手异构体优先从小沟方向识别与G∶T错配相邻的A4T5/T7G6区域,而右手异构体则优先从大沟方向识别与G∶T错配相邻的另一区域T6A7/G5T4.由于CPD的形成,该DNA螺旋高度扭曲,使得识别过程体现了手性选择性和位点特异性,左手异构体更占优势.详细的能量分析发现:在配合物插入碱基堆积过程中的空间位阻状况决定了识别作用的结果,静电相互作用也在一定程度上产生了影响.此外,我们还发现,金属配合物插入CPD相邻的区域后,能将形成CPD的两个T碱基由原来的敞口形状部分地转为近平行状,使其得到构型上的部分修复.     

D,L-[Ru(phen)2dppz]2+对含G∶T错配的环丁烷嘧啶二聚体识别和修复的理论研究

环丁烷嘧啶二聚体(Cyclobutane Pyrimidine Dimer, CPD)是紫外线对DNA损伤导致皮肤癌的首要环节,XPC-hHR23B是最早作为对CPD的损伤识别剂的,但其识别效率很低.首次采用分子力学方法模拟了手性金属配合物D,L-[Ru(phen)2dppz]2+ (phen=1,10 phenanthroline, dppz = dipyrido[3,2-a∶2',3'-c]phenazine)对含G∶T错配的CPD双螺旋DNA的识别作用.模拟结果显示:该配合物的左手异构体优先从小沟方向识别与G∶T错配相邻的A4T5/T7G6区域,而右手异构体则优先从大沟方向识别与G∶T错配相邻的另一区域T6A7/G5T4.由于CPD的形成,该DNA螺旋高度扭曲,使得识别过程体现了手性选择性和位点特异性,左手异构体更占优势.详细的能量分析发现:在配合物插入碱基堆积过程中的空间位阻状况决定了识别作用的结果,静电相互作用也在一定程度上产生了影响.此外,我们还发现,金属配合物插入CPD相邻的区域后,能将形成CPD的两个T碱基由原来的敞口形状部分地转为近平行状,使其得到构型上的部分修复.     

D，L-[-Ru（phen）2dppz-]^2＋对含G：T错配的环丁烷嘧啶二聚体识别和修复的理论研究

环丁烷嘧啶二聚体（Cyclobutane Pyrimidine Dimer,CPD）是紫外线对DNA损伤导致皮肤癌的首要环节,XPC-hHR23B是最早作为对CPD的损伤识别剂的,但其识别效率很低．首次采用分子力学方法模拟了手性金属配合物D,L-[Ru（phen）2dppz]^2＋（phen=1,10phenanthroline,dppz—dipyrido[3,2-a：2’,3＇-c]phenazine）对含G：T错配的CPD双螺旋DNA的识别作用．模拟结果显示：该配合物的左手异构体优先从小沟方向识别与G：T错配相邻的4T5／T7G6区域,而右手异构体则优先从大沟方向识别与G：T错配相邻的另一区域T6A7／C5T4．由于CPD的形成,该DNA螺旋高度扭曲,使得识别过程体现了手性选择性和位点特异性,左手异构体更占优势．详细的能量分析发现：在配合物插入碱基堆积过程中的空间位阻状况决定了识别作用的结果,静电相互作用也在一定程度上产生了影响．此外,我们还发现,金属配合物插入CPD相邻的区域后,能将形成CPD的两个T碱基由原来的敞口形状部分地转为近平行状,使其得到构型上的部分修复．     

Λ-及Δ-[Ru(phen)2dppz]n+对错配DNA的识别作用的分子模拟

本文通过在ESFF(Extensible Systematic Force Field)力场下对其作用中的体系势能进行分子力学计算，分析了手性金属配合物Λ－及Δ-[Ru(phen)2dppz]^n 对错配DNA d(CCGAATGAGG)2的识别机理，并在分子水平上对其做了详细解释。     

Λ-、Δ-[Rh(bpy)2chrysi]3+对含C:T错配的DNA序列识别作用的分子模拟研究

通过分子模拟方法研究了手性金属配合物[Rh(bpy)2Chrysi]3 (bpy=2,2’- bipyridine;Chrysi=5,6-chrysenequinonediimine)对包含C:T错配碱基对的B-DNA序列的识别作用。结合类似的针对含G:A错配的和正常的B-DNA序列的识别作用研究,发现配合物[Rh(bpy)2Chrysi]3 可以对错配B-DNA序列进行序列特异性的识别．能量对比计算结果表明,该经典插入识别作用倾向于在错配碱基对附近进行,其中Δ-[Rh(bpy)2charysi]3 比其手性异构体更占优势．这同Barton教授工作组的实验结果是一致的。另外插入作用倾向于在错配序列中的正常双碱基对C3A4／G374(错配碱基对附近)中从小沟进行．与该配合物对含G:A错配的和正常的B-DNA序列的识别作用不同的是,对包含C:T错配碱基对的B-DNA序列的识别作用倾向于从小沟进行．这一点可能源于C:T碱基对结构的不同．     

多吡啶钴(Ⅲ)配合物与Zn2+形成的新型“关-开”荧光探针

近十几年来,对小分子过渡金属配合物与大分子DNA键合与识别机理的研究一直是国际上生物无机化学领域十分活跃的研究课题[1￣3],已发展了一系列具有特定功能的配合物,如DNA结构探针和DNA荧光探针等。与其他类型的金属配合物相比,八面体过渡金属多吡啶配合物具有丰富的光化学和光物理信息,当这些配合物与DNA相互作用时,由于结构匹配或微环境的差异,配合物的光谱特征会出现不同程度的改变,从而达到对DNA的检测。传统的DNA荧光探针有[Ru(bpy)2dppz]2 和[Ru(phen)2dppz]2 (bpy=2,2′-联吡啶,phen=1,10-菲咯啉,dppz=二吡啶[3,2-a∶2′,3′…     

方波伏安法研究[Ru（bpy）2dppz]2+与DNA的相互作用

合成了含有嵌入配体二吡啶并[3,2-a:2′,3′-c]-吩嗪(dppz)的钌配合物二联吡啶二吡啶并[3,2-a;2′,3′-c]吩嗪钌([Ru(bpy)2dppz]2+),并对其结构和物理化学性质进行了表征。采用方波伏安法研究了[Ru(bpy)2dppz]2+与天然双链小牛胸腺DNA的相互作用,实验结果表明,[Ru(bpy)2dppz]2+配合物的嵌入配体会嵌入DNA的碱基对中,与DNA结合形成体积较大的"金属配合物-DNA"联合体,该联合体在电解质溶液中扩散速度较慢,导致溶液中游离的钌配合物分子减少,峰电流信号降低。计算得到[Ru(bpy)2dppz]2+与DNA的结合常数Ka=1.7×105 L/mol,结合位点n=0.84。     

分子模拟手性金属配合物△,Λ-[Co(phen)_2dppz]~(3 )与B-DNA的作用模型

利用分子模拟方法, 通过研究手性金属配合物[Co(phen)2dppz]3 (phen = 1, 10-phenanthroline, dppz = dipyrido[3, 2-a: 2′, 3′-c]phenazine)与B-DNA的作用机理, 探讨了当前存在争议的两种模型: 即Barton的从DNA大沟插入、且 D 型异构体更易于和B-DNA结合的模型和Norden的从DNA小沟插入、且没有显著异构体选择性的模型.最终, 研究结果支持Norden的结合模型, 而对Barton的结合模型提出了异议.     

Λ-、△-[Rh（bpy）2chrysi]^3＋对含C：T错配的DNA序列识别作用的分子模拟研究

通过分子模拟方法研究了手性金属配合物[Rh（bpy）2Chrysi]^3＋（bpy=2，2’-bipyridineChrysi=5，6-chrysenequinonediimine）对包含C：T错配碱基对的B-DNA序列的识别作用．结合类似的针对含G：A错配的和正常的B-DNA序列的识别作用研究，发现配合物I-Rh（bpy）zChrysi]^3＋可以对错配B-DNA序列进行序列特异性的识别．能量对比计算结果表明，该经典插入识别作用倾向于在错配碱基对附近进行，其中△-[Rh（bpy）2chrysi]^3＋比其手性异构体更占优势．这同Barton教授工作组的实验结果是一致的．另外插入作用倾向于在错配序列中的正常双碱基对C3A4／G3T4（错配碱基对附近）中从小沟进行．与该配合物对含G：A错配的和正常的B-DNA序列的识别作用不同的是，对包含C：T错配碱基对的B-DNA序列的识别作用倾向于从小沟进行．这一点可能源于C：T碱基对结构的不同．     

用Ni(Phen)2 PHPIP2+测定DNA的荧光分析新体系研究

80年代初,美国的Barton等发现Ru2+、Co3+的八面体手性配合物均具有识别DNA二级结构的能力,从而发展了一种能识别B型和Z型DNA的手性配合物探针[1].最近,本课题组合成了一批Fe+、Co3+、Ni2+的新配合物,研究了这些配合物与DNA的相互作用的光谱效应,研究发现Ni(Phen)2PHPIP·(ClO4)2(PHPIP=对羟基苯基咪唑并[f]邻菲咯啉)与DNA相互作用的荧光效应显著,可作为核酸的荧光探针.     

手性配合物D,L-[Co(phen)2hpip]3+识别DNA序列及从构型上修复错配序列DNA的分子力学模拟

使用分子力学方法模拟了化合物[Co(phen)₂hpip]³⁺(phen=1,10 phenanthroline, hpip= 2-[2-hydroxyphenyl] imidazole [4,5-f][1,10]phenanthroline)对正常、错配序列DNA的识别作用及对错配DNA在构型上的修复作用. 模拟结果显示, 该配合物的两个手性异构体都从小沟方向特异性的识别正常DNA, 而从大沟方向特异性的识别剪式错配DNA与错配相邻的区域. 两个手性异构体都能将错配DNA的错配区域由剪式构型转变为平行构型, 其中右手异构体转变得更完美. 详细的分析发现, 在配合物插入碱基堆积过程中的空间位阻状况决定了识别作用的结果, 体现在以下两点: (1)辅助配体菲啰啉与DNA骨架及碱基的空间冲突情况; (2)骨架及碱基对在DNA为适应配合物的进入而发生扩张时的空间拥挤程度. 配合物对剪式错配构型的修复不但与空间相互作用有关, 还与配体hpip-碱基及碱基之间堆积的紧密程度有关.     

分子模拟手性金属配合物△,∧ -[Co(phen)2dppz]3+与B-DNA的作用模型

利用分子模拟方法, 通过研究手性金属配合物[Co(phen)2dppz]3+(phen = 1, 10-phenanthroline, dppz = dipyrido[3, 2-a: 2′, 3′-c]phenazine)与B-DNA的作用机理, 探讨了当前存在争议的两种模型: 即Barton的从DNA大沟插入、且△型异构体更易于和B-DNA结合的模型和Norden的从DNA小沟插入、且没有显著异构体选择性的模型.最终, 研究结果支持Norden的结合模型, 而对Barton的结合模型提出了异议.     

[Ru(bpy)_2tpphz]~(2+)与Zn~(2+)形成的双核配合物的荧光性质研究

近年来,钌多吡啶配合物与DNA的作用得到了比较广泛的研究,并且发展了一系列具有特定功能的钌配合物犤1犦。如传统的DNA分子光开关犤Ru(bpy)2dppz犦2+和犤Ru(phen)2dppz犦2+犤2,3犦(bpy=2,2'-联吡啶,phen=1,10-菲咯啉,dppz=二吡啶犤3,2-a:2',3'-c犦吩嗪)。这些配合物与DNA具有较强的结合力,在水溶液中几乎不发光,但在DNA存在下则有强烈荧光发出。这是由于配合物插入DNA的碱基对之后,保护了dppz的吡嗪环上的N原子,使其免受水分子的进攻从而导致配合物荧光的恢复。但是对于大多数的多吡啶钌配合物来讲,由于其自身较强的背景荧光或与DN…     

新型DNA分子光开关钌(Ⅱ) 配合物的研究

我们已经报道了一系列插入键合的Ru(Ⅱ)金属配合物及其酸碱性质. 在此基础上本文研究了一个含2-(苯并噁唑基)-二吡啶并[2,3-f: 2′,3′-h]喹喔啉(bdpq)的新型DNA插入键合Ru(Ⅱ)配合物,与同类配合物相比,具有良好的DNA分子光开关性质.     

基于环境污染物对DNA损伤筛查的电化学发光传感器的构建

在本文中,进一步发展了以二联吡啶二吡啶并[3,2-a:2',3'-c]吩嗪钌([Ru(bpy)_2dppz]~(2+))为电化学发光指示剂的DNA损伤传感器。将通过S-Au键组装在金电极表面的双链DNA浸泡在[Ru(bpy)_2dppz]~(2+)溶液中,利用[Ru(bpy)_2dppz]~(2+)是双链DNA分子"光开关"的特性,得到[Ru(bpy)_2dppz]~(2+)/DNA/Au电化学发光传感器,并优化了[Ru(bpy)_2dppz]~(2+)的浸泡时间,浸泡浓度等实验条件。发现在含有[Ru(bpy)_2dppz]~(2+)的底液中测定其电化学发光强度值比不含[Ru(bpy)_2dppz]~(2+)的底液中增强了6倍左右。此外将此传感器经全氟辛酸磺酸、五溴联苯醚、氧化苯乙烯等物质温浴后,其电化学发光强度显著降低,说明该传感器可用于环境污染物对DNA损伤的筛查测定。     

△,Λ-[Co(phen)2tpphz]3+与B-DNA相互作用的分子模拟

针对国际上对金属配合物同DNA间作用机量的争议,采用分子模拟手段在MM2力场下,搭建并优化了手性金属配合物△,Λ-[Co(phen)2tpphz]^3+与B-DNA[d(GTCGATCGAC)2]的模型,继而对其相互作用进行了模拟,得出的结论是：对所采用的B-DNA片断,该金属配合物有明显的立体选择性△型配合物从小沟插入占明显优势,而且,总体来看,从AT区插入更易进行。     

一个嫁接有羧酸羟基乙基酯的二吡啶吩嗪Ru(II)配合物的合成、与DNA的相互作用以及溶剂变色性质的研究

合成并表征了一个新的Ru(II)配合物[Ru(bpy)₂(hedppc)](ClO₄)₂ {bpy＝2,2'-联吡啶, hedppc＝二联吡啶[3,2-a: 2',3'-c]吩嗪-11-羧酸(2-羟乙基)酯}. 通过紫外-可见吸收光谱、与溴化乙锭竞争实验、粘度测量和DNA裂解实验研究了配合物与小牛胸腺DNA的相互作用性质. 结果表明配合物以插入模式与DNA键合,键合常数K_b＝(6.99±1.34)×10⁶ mol^－1•L (s＝2.03±0.04)与母体配合物[Ru(bpy)₂ (dppz)]^2＋相近,但光致发光和溶剂变色等光学性质与[Ru(bpy)₂ (dppz)]^2＋有明显的差别.