靶向抑制DNA拓扑异构酶的抗肿瘤药物研究

DNA拓扑异构酶是真核细胞和原核细胞中的一种基本酶,广泛存在于细胞核中,对DNA的转录、复制以及基因表达过程中的DNA拓扑结构的改变起着重要的作用。研究发现DNA拓扑异构酶在肿瘤组织中高度表达,许多抗肿瘤药物的作用机制与抑制拓扑异构酶有关,目前拓扑异构酶已成为筛选抗肿瘤药物的重要靶点。     

基于DNA-甲苯胺蓝生物聚合离子膜的多环有机物电化学传感器的研究

利用DNA与小分子之间的相互作用,以DNA/壳聚糖生物聚合离子膜固定电活性小分子,制备了DNA-甲苯胺蓝/壳聚糖聚合离子复合膜修饰电极,并利用多环有机物与染料分子对DNA特异结合的竞争关系,构筑了多环有机物非试剂添加型DNA电化学生物传感器。以盐酸四环素为模式分子,利用循环伏安法和方波伏安法研究了该修饰电极的电化学特性以及该电极对盐酸四环素的电化学响应,结果表明,DNA和甲苯胺蓝成功地固定在电极表面,电极表面的甲苯胺蓝保持了很好的电化学活性。利用紫外-可见分光光度法研究了电极对盐酸四环素响应的作用机理。该传感器的线性范围为2.5~100μmol·L-1。     

2,4-二氧乙酸苯甲酸镉配合物的合成、晶体结构、荧光性质及与DNA作用

以自行设计合成的兼有刚柔两性的芳香三羧酸2,4-二氧乙酸苯甲酸(H3BOABA)为第一配体,菲咯啉(phen)为第二配体,合成了2个配合物[Cd3(BOABA)2(phen)2](1),[CdNa(BOABA)(phen)](2)。用元素分析、红外光谱、热重分析等进行表征;用单晶X-衍射方法测定了配合物的晶体结构,配合物1是三金属簇的一维双链,phen修饰在两侧,大量的弱π-π堆积作用使得分子呈现出二维平面结构,配合物2是由镉、钠2种金属离子构成的(3,4,7)-连接的二维平面结构。用溴化乙锭荧光探针初步研究了它们与DNA作用的强度和模式;此外对它们的固体荧光性质进行了研究,2种配合物均表现出了较好的发光性质。     

2-羰基丙酸(芳甲酰基)腙二(2,4-二氯苄基)锡配合物的合成、晶体结构、热稳定性及与DNA相互作用研究

在含水甲苯中,2,4-二氯苄与锡粉反应合成了二(2,4-二氯苄基)二氯化锡,将其分别与2-羰基丙酸(苯甲酰基)腙及2-羰基丙酸(水杨酰基)腙反应,合成了2个取代苄基锡配合物(C2、C3),配合物C2和C3通过元素分析、1H NMR、13C NMR、IR、UV-Vis等表征,运用X-射线单晶衍射测试了2个有机锡配合物的分子结构,结构分析表明,锡与配位原子形成变形五角双锥构型的双核有机锡配合物,分子以Sn2O2四元环为中心对称。热分析结果表明,在空气氛下,配合物C2在121℃、C3在128℃以下可稳定存在;在Tris-HCl缓冲溶液中,以EB做为荧光探针,用荧光光谱法初步研究了配合物与鲱鱼精DNA的相互作用,结果表明配合物与鲱鱼精DNA作用是插入结合与静电结合共同作用所致。     

Design of novel bis-benzimidazole derivatives as DNA minor groove binding agents

A new series of bis-benzimidazole derivatives were designed and synthesized.In vitro cytotoxicity evaluation showed that these compounds exhibited high activity against the selected tumor cells.Among them,compound 9 owned the best potential,its IC_(50) values being 5.95 μmol/L(mononuclear tumor cell line(U937)) and 5.58 μmol/L(cervical cancer cell(HeLa)).Fluorescence and UV-vis studies showed that compound 9 could bind into the minor groove of DNA.     

Sensitive detection of DNA methyltransferase activity based on rolling circle amplification technology

This work develops a fluorescence approach for sensitive detection of DNA methyltransferase activity based on endonuclease and rolling circle amplification （RCA） technique. In the presence of DNA adenine methylation （Dam） MTase, the methylation-responsive sequence of hairpin probe is methylated and cleaved by the methylation-sensitive restriction endonuclease Dpn 1. The products cleaved by restriction endonuclease Dpn I then function as a signal primer to initiate RCA reaction by hybridizing with the circular DNA template. Each RCA product containing thousands of repeated sequences might hybridize with a large number of molecular beacons （detection probes）, resulting in an enhanced fluorescence signal. In the absence of Dam MTase, neither methylation/cleavage nor RCA reaction can be initiated and no fluorescence signal is observed. The proposed method exhibits a dynamic range from 0.5 U/mL to 30 U/mL and a detection limit of 0.18 U/mL. This method can be used for the screening of antimicrobial drugs and has a great potential to be further applied in early clinical diagnosis.     

甲基丙烯酸-8-羟基喹啉-镧配合物的合成及与DNA的作用

合成了配合物La(C4H6O2)2(hq)(C4H6O2=甲基丙烯酸,hq=8-羟基喹啉),通过元素分析、摩尔电导、红外光谱、紫外光谱和热重分析手段对产物进行表征。此外,采用紫外吸收光谱、荧光光谱,研究了配合物与鲱鱼精DNA之间的相互作用。结果显示配合物与鲱鱼精DNA作用的结合常数K=7.59×103L·mol-1,配合物与DNA的作用摩尔比为1∶1,作用模式为嵌插作用。     

羟基乙酸-钴(II)-1,10-邻菲咯啉配合物的合成、晶体结构及其DNA结合属性

以羟基乙酸(GA)和1,10-邻菲咯啉(phen)作为配体,合成了一种新型的三元单核钴(II)配合物,Co(GA)2(phen)·2H2O。通过傅里叶红外光谱和元素分析法对该配合物的结构进行了表征,并利用X射线单晶衍射测定了其晶体结构。晶体分析结果表明配合物属单斜晶系,C2/c空间群,晶胞参数:a=8.122(3)nm,b=24.214(7)nm,c=9.085(3)nm,α=105.290(14)°,β=109.843(5)°,γ=90.00°,晶胞体积:V=680.7(9)nm3,晶胞内结构分子数Z=4,最终的偏差因子:R1,wR2分别为0.0463,0.1294[I2σ(I)]。中心钴离子分别与两个羟基乙酸及一个邻菲咯啉配体配位,形成一个畸变的八面体配位几何构型。采用电子吸收光谱、荧光光谱、粘度等分析方法研究了该配合物与DNA的相互作用,结果表明该配合物的通过经典的嵌插方式与DNA结合,二者的结合常数Kb为3.8×104L·mol-1。琼脂糖凝胶电泳实验进一步表明,在过氧化氢(H2O2)的存在条件下,配合物能对质粒体超螺旋DNA产生切割作用,具有化学核酸酶活性。     

咖啡酸与DNA相互作用的电化学研究

用电化学方法研究了咖啡酸与DNA的相互作用,考察了扫速对咖啡酸与DNA相互作用的影响。实验表明,DNA存在使咖啡酸氧化峰的电位正移,咖啡酸的氧化峰峰电流减小,咖啡酸在320 nm吸收光谱的吸收峰降低,呈减色效应,且出现两个等电吸收点,说明咖啡酸与DNA的相互作用以嵌插作用为主。双链DNA(dsDNA)与咖啡酸的结合能力大于单链DNA(ssDNA),结合比为1∶1,结合常数β为2.32×106。     

基于DNA遗传算法的随机整数规划期望值模型求解

为了求解随机整数规划问题,提出了随机整数规划期望值模型的概念,分析了利用DNA遗传算法求解此类问题的优点,并设计了求解算法,最后通过报童问题,验证了算法的可行性和有效性.