荷電狀態(tài)在肽與小牛胸腺DNA作用過程中的機(jī)理研究.pdf

1、DNA是許多藥物主要作用的靶，同時也是控制著細(xì)胞功能和結(jié)構(gòu)表征的主要載體。由于在很多條件下，DNA可以和藥物小分子之間發(fā)生結(jié)合的相互作用，影響DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)，因此，針對DNA的特性的研究可以為多種類型疾病的診斷和治療提供一定的理論支持。
　　氨基酸和小肽類藥物，因其突出生化特性而成為目前臨床上最廣泛應(yīng)用的一類藥物。由于近幾年來我國氨基酸類藥物的高速發(fā)展，氨基酸及小肽類藥物很可能會成為新型藥物研發(fā)的新方向。與其他小分子藥物相比，

2、具有的高活性和高針對性特征的氨基酸和小肽類藥物，已經(jīng)成為了治療各項人類疾病的過程中不可或缺的有效藥物。最近的研究顯示，針對氨基酸和小肽類藥物的開發(fā)和研究，已經(jīng)成為了生命科學(xué)和生物化學(xué)中一類熱門的研究課題。但是，通過光譜學(xué)手段結(jié)合分子模擬技術(shù)作為主要研究方法，研究作為靶向藥物的氨基酸和小肽類藥物，在不同荷電狀態(tài)下，與DNA之間相互作用機(jī)理和作用規(guī)律的報道并不多見。
　　通過研究在不同荷電狀態(tài)下，氨基酸和小肽類藥物與DNA之間相互作用

3、的作用機(jī)理和作用規(guī)律，可以幫助研發(fā)者更清晰的了解DNA與靶向藥物小分子之間相互作用的構(gòu)效關(guān)系和作用模式。為理解分子水平上的氨基酸和小肽類藥物與DNA之間的作用機(jī)理及其作用規(guī)律，設(shè)計新型的特效DNA靶向藥物，提供了理論支撐和實(shí)際應(yīng)用指導(dǎo)。
　　第一部分:利用光譜學(xué)手段（紫外-可見吸收光譜、熒光光譜、圓二色譜等），以中性紅(NR)為熒光探針，研究了帶有不同數(shù)量正電荷的精氨酸(Arg)、賴氨酸(Lys)、組氨酸(His)、谷氨酸(Glu

4、)與小牛胸腺DNA(ctDNA)之間相互作用的作用模式和作用規(guī)律。通過分析紫外-可見吸收光譜，熒光光譜，熒光猝滅機(jī)制和圓二色譜，可以得出結(jié)論，在pH為7.4時，小分子Arg，Lys，His通過靜電作用與ctDNA發(fā)生結(jié)合，Arg，Lys，His通過改變了ctDNA的空間結(jié)構(gòu)使DNA-NR體系發(fā)生了熒光猝滅;Glu通過改變?nèi)芤簶O性使DNA-NR體系熒光發(fā)生增敏，Glu與ctDNA發(fā)生了溝槽結(jié)合，并且氫鍵和范德華力是結(jié)合的主要作用力。通過各

5、項實(shí)驗結(jié)果的相互補(bǔ)充印證，證明了Arg分子中帶正電的的胍基，Lys分子中帶正電的氨基，His分子中帶正電的氨基和咪唑基通過靜電結(jié)合的方式與ctDNA結(jié)合。隨著正電荷強(qiáng)度的減弱，氨基酸與DNA的結(jié)合作用也逐漸減弱。最后，在光譜學(xué)研究結(jié)果的基礎(chǔ)上，利用AutoDock軟件進(jìn)行分子模擬對接，進(jìn)一步證明了這一結(jié)論。
　　第二部分:利用光譜學(xué)手段（紫外-可見吸收光譜、熒光光譜、圓二色譜等），以中性紅(NR)為熒光探針，結(jié)合分子模擬對接技術(shù)，

6、在模擬人體生理條件的Tris-HCl緩沖溶液環(huán)境中研究了RL、HL、KL、WL四種二肽與ctDNA的相互作用，探討了二者作用機(jī)理和作用規(guī)律。研究發(fā)現(xiàn)二肽小分子與ctDNA結(jié)合之后，DNA-NR體系的熒光發(fā)生了猝滅、紫外吸收光譜并未發(fā)生明顯的減色和紅移、圓二色譜發(fā)生了一定變化。通過分析熒光猝滅類型和紫外-可見吸收光譜譜圖變化，可以初步得出結(jié)論:RL、KL、HL、WL與ct DNA之間的結(jié)合方式符合溝槽模式特征。DNA熱熔曲線實(shí)驗則證明了R

7、L，KL，HL，WL與ctDNA的相互作用并沒有影響DNA的解鏈溫度Tm，這一結(jié)果也與溝槽模式的結(jié)合特征相吻合。而最后的分子模擬對接結(jié)果則可以進(jìn)一步證明，以上四種小肽與ctDNA之間結(jié)合過程的主要作用力為氫鍵和范德華力，主要作用模式是溝槽結(jié)合。二肽通過自身帶的正電荷的基團(tuán)（胍基、氨基、咪唑基等）與DNA帶負(fù)電荷的磷酸骨架相互吸引，從而更容易形成氫鍵。
　　第三部分:利用光譜學(xué)手段（紫外-可見吸收光譜、熒光光譜、圓二色譜等）結(jié)合分子

8、模擬技術(shù)，研究了RLW、HLW、KLW三肽與ct DNA之間的相互作用機(jī)理和作用規(guī)律。通過實(shí)驗研究發(fā)現(xiàn)ct DNA可以猝滅RLW，KLW，HLW的內(nèi)源熒光，計算了不同溫度下的猝滅系數(shù)和結(jié)合常數(shù)后，判斷出靜態(tài)猝滅是主要的猝滅方式。利用熒光發(fā)射光譜和紫外吸收光譜的研究結(jié)果證實(shí)溝槽結(jié)合是其主要結(jié)合模式，DNA變性實(shí)驗則進(jìn)一步證明了RLW，KLW，HLW與ctDNA之間主要通過溝槽模式結(jié)合，而離子強(qiáng)度實(shí)驗則證明以上三種三肽與ctDNA之間還存在