異喹啉型光活性離子液體表面活性劑與DNA的締合行為及其對藥物與DNA作用方式的調(diào)控.pdf

1、離子液體表面活性劑不僅具備離子液體的特殊性質(zhì)還具有表面活性劑特性，可以通過改變陰陽離子、碳鏈長度來設(shè)計具有某種特定功能的離子液體以滿足人們的需求。異喹啉類衍生物具有抗腫瘤、抗癌、抗血小板聚集、鎮(zhèn)痛等生物活性，以異喹啉為母體的化合物在藥物傳遞等領(lǐng)域中具有潛在的應(yīng)用價值。不僅如此，異喹啉環(huán)還具有光活性，將功能型陽離子異喹啉環(huán)和烷基長鏈引入到離子液體中，研究其在溶液中的聚集行為，進一步探討了[C12iQuin]Br與DNA的相互作用，研究兩者

2、的作用機理，在此基礎(chǔ)上探討[C12iQuin]Br對藥物與DNA作用方式的影響。本論文還比較了不同鏈長的[CnQuin]Br膠束化行為，探討了疏水性烷基鏈在壓縮DNA過程中的作用。本論文主要包括以下幾個方面:
　　1、利用表面張力、動態(tài)激光光散射(DLS)、核磁(NMR)、等溫滴定微量熱(ITC)，透射電鏡(TEM)，熒光等技術(shù)研究了[C12iQuin]Br在緩沖液中的聚集行為。研究結(jié)果表明，[C12iQuin]Br在濃度較低時（

3、小于CMC）就出現(xiàn)了較大尺寸的預(yù)聚集體結(jié)構(gòu)，并且這一獨特的結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)球形，隨著濃度的[C12iQuin]Br溶液的進一步增大，預(yù)聚集體結(jié)構(gòu)逐漸向膠束結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變。根據(jù)2D NOESY譜圖分析，預(yù)聚集體與膠束結(jié)構(gòu)的分子排列方式一致，異喹啉環(huán)部分地進入疏水性膠核，并且相鄰的異喹啉以π-π堆積方式堆積排列。此外，研究了烷基鏈長及鹽濃度對[C12iQuin]Br聚集行為的影響，結(jié)果表明烷基鏈越長的[CniQuin]Br形成預(yù)聚集體時所需要的[CniQ

4、uin]Br的量越少，越有利于預(yù)聚集體結(jié)構(gòu)的形成。鹽濃度的增加導(dǎo)致緊密的膠束結(jié)構(gòu)提前形成，并且預(yù)聚集體的尺寸隨著鹽濃度的增加而略有減小。
　　2、利用紫外光譜、動態(tài)光散射(DLS)、低溫冷凍透射電鏡(cryo-TEM)、圓二色譜(CD)、穩(wěn)態(tài)熒光光譜和熒光探針取代實驗、Zeta電勢、傅里葉紅外吸收光譜(FT-IR)、等溫滴定微量熱(ITC)、1H NMR和2D-NOESY等技術(shù)揭示了離子液體表面活性劑結(jié)合DNA后并將其壓縮的關(guān)鍵因

5、素。通過紫外光譜中的幾個等電點說明[C12iQuin]Br分子締合到了DNA上形成了[C12iQuin]Br-DNA復(fù)合物。穩(wěn)態(tài)熒光和時間分辨熒光數(shù)據(jù)表明[C12iQuin]Br的熒光被DNA猝滅，屬靜態(tài)猝滅。熒光探針取代實驗表明[C12iQuin]Br可能是AT堿基特異性小溝槽光敏分子。DLS結(jié)果顯示DNA分子在[C12iQuin]Br濃度比較低時開始被壓縮，隨著[C12iQuin]Br濃度的增加逐步由線圈向球形結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變，cryo-T

6、EM印證了這一結(jié)果。[C12iQuin]Br的加入使得DNA的堿基堆疊和雙螺旋發(fā)生了改變，但仍保持B型構(gòu)象。另外，烷基鏈越長的[CniQuin]Br與DNA的作用力越強。FI-IR譜圖說明陽離子異喹啉環(huán)通過靜電作用與負電荷的DNA磷酸根基團發(fā)生作用，且[C12iQuin]Br分子的疏水碳鏈與DNA堿基間存在疏水作用。Zeta電勢和ITC結(jié)果表明疏水作用在DNA結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變過程中占主導(dǎo)作用。1H NMR和2D NOESY圖譜表明光活性[C12

7、iQuin]Br發(fā)生AT特異性小溝槽締合。[C12iQuin]Br濃度較低時，[C12iQuin]Br分子可能平躺于DNA小溝槽，異喹啉環(huán)平面插入堿基間，且異喹啉環(huán)上的H7與DNA一側(cè)鏈上的磷酸根基團之間只有幾個埃的距離，而環(huán)上的H4在DNA另一側(cè)鏈的糖環(huán)1'H質(zhì)子附近。當(dāng)[C12iQuin]Br濃度大于0.24 mM，[C12iQuin]Br在DNA的小溝槽處締合達到飽和。繼續(xù)增加的[C12iQuin]Br分子可能結(jié)合在DNA表面，異

8、喹啉環(huán)在DNA的磷酸根附近，疏水鏈與DNA表面有一定的角度。這種獨特的締合特性構(gòu)筑了新的功能型的[C12iQuin]Br-DNA復(fù)合物，因此有望在光動力學(xué)治療和基因傳遞中得到有效地應(yīng)用。
　　3、利用紫外光譜、熒光光譜、圓二色譜、時間分辨熒光等技術(shù)揭示了抗癌藥物鹽酸巴馬汀分子與DNA之間的締合模式。巴馬汀與DNA結(jié)合后，熒光發(fā)射峰強度、吸光度、時間分辨熒光、圓二色譜圖等光譜參數(shù)產(chǎn)生了變化。鹽酸巴馬汀本身熒光較弱，但隨著DNA濃度的