紫外光谱在研究金属配合物与DNA相互作用中的应

紫外光谱 应用

２０１０年３８卷第５期广州化工

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紫外光谱在研究金属配合物与ＤＮＡ相互作用中的应用

高婷１，张万举１，王芳２，张海滨１，张伟１

（１黄冈师范学院化学与应用化学学院，湖北黄冈４３８０００；

２黄冈师范学院计算机科学与技术学院，湖北黄冈４３８０００）

摘

要：概述了紫外光谱法在研究金属配合物与ＤＮＡ相互作用中的应用。紫外光谱法是一种研究配合物与ＤＮＡ相互作用最

简便、常用而有效的方法，不仅能够判断配合物与ＤＮＡ间的作用模式，还能够准确表征两者间的作用强度，在化合物与ＤＮＡ相互作用研究中发挥着重要作用。

关键词：紫外光谱；配合物；ＤＮＡ相互作用

ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＵＶＳｐｅｃｔｒａｉｎｔｈｅＩｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｏｆＤＮＡａｎｄ

ＧＡＯＴｉｎ９１，ＺＨＡＮＧ

ＭｅｔａｌＣｏｍｐｌｅｘｅｓ

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（１ＳｃｈｏｏｌｏｆＣｈｅｍｉｓｔｒｙａｎｄＡｐｐｌｉｅｄＣｈｅｍｉｓｔｒｙ，ＨｕａｎｇｇａｎｇＮｏｒｍａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，ＨｕｂｅｉＨｕａｎｇｇａｎｇ４３８０００；

Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，ＨｕｂｅｉＨｕａｎｇｇａｎｇ

２ＳｃｈｏｏｌｏｆＣｏｍｐｕｔｅｒＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｈｕａｎｇｇａｎｇ４３８０００，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ印ｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｔｈｅＵＶｓｐｅｃｔｒａｉｎｔｈｅｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｏｆＤＮＡａｎｄｍｅｔａｌｃｏｍｐｌｅｘｗａｓｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ．ＴｈｅＵＶ

ｃａｎ

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Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＵＶ；ｃｏｍｐｌｅｘ；ＤＮＡ—ｂｉｎｄｉｎｇ

ＤＮＡ是药物设计的重要靶点，金属配合物与ＤＮＡ相互作用研究可以为抗癌金属配合物的发现和优化提供理论指导，同时金属配合物还可以作为ＤＮＡ的手性探针和光探针，对探索ＤＮＡ尤其是病变ＤＮＡ的结构和遗传信息具有重要的应用价值。目前，对于金属配合物与ＤＮＡ相互作用的研究方法有很多，其中紫外光谱法是一种最常用和有效的方法。１

１．１

受损而影响其功能。

１．２影响配合物与ＤＮＡ相互作用的因素

配合物与ＤＮＡ的键合模式与配合物的形状、大小密切相关，并因此影响到其与ＤＮＡ的结合力大小。（１）配合物的形状：配合物的形状结构与底物（ＤＮＡ）匹配程度决定了配合物与ＤＮＡ的结合模式。（２）插入基团的平面性及大小：能够与ＤＮＡ以较强插入模式相结合的配合物，其插入基团要有较好的平面性和适中的平面面积。一般来说，插入基团的平面面积与插入强度成正比，但是当增大的面积与插入基团不在同一平面内而使空间位阻增大时，化合物与ＤＮＡ的作用反而减弱ｕ。２Ｊ。（３）取代基的差异：当化合物插入ＤＮＡ时，取代基空间位阻过大就会减弱这种作用。虽然大的取代基不利于插入剂与ＤＮＡ相互作用的动力学因素，但却有利于其与ＤＮＡ碱基之间的堆积作用。同一取代基，占据不同的位置时，生物活性不一样，而且取代基不同，药物的生物活性也会发生很大的变化一Ｊ。２

金属配合物与ＤＮＡ相互作用概述

金属配合物与ＤＮＡ的作用方式

金属配合物与ＤＮＡ的作用方式可分为非共价结合、共价结

合和剪切作用等。其中非共价结合虽然作用力较弱，但其在分子水平的生命现象中却是一种决定性的因素，形成了核酸生物功能所需要的空间结构。它们的结合的程度和方式与具体的环境条件有关，主要包括三种不同的方式：静电结合、沟槽结合和插入结合。静电结合是指小分子利用所带的正电荷与带负电荷的ＤＮＡ分子的磷酸骨架之间通过非特异性静电作用的结合，一般来说，静电结合没有选择性，又因为作用于磷酸骨架，在药物开发应用价值上不大；沟槽结合是小分子与核酸的大沟或小沟的碱基对边缘直接作用，作用形式主要是氢键和范德华力；插入结合是小分子利用其平面或几乎平面的芳香环［如邻菲哕啉（ｐｈｅｎ）、菲醌二亚胺（ｐｈｉ）、二吡啶吩嗪（ｄｐｐｚ）］插入ＤＮＡ碱基对之间，是药物分子与ＤＮＡ间发生作用的最重要的形式之一。当ＤＮＡ靶向分子嵌入ＤＮＡ碱基对之间后，有的可以直接抑制ＤＮＡ的复制与转录；有的则在经过进一步活化后，使ＤＮＡ断裂

４基金项目：黄冈师范学院青年科研基金（０９ＣＤｌ５７）。

紫外光谱在研究配合物与ＤＮＡ相互作用中的应用

配合物与ＤＮＡ相互作用的研究方法主要有光谱法、流体力学方法、电化学方法、ＮＭＲ等，其中光谱法中的紫外光谱法是研究小分子与核酸相互作用机理应用最广泛、操作简单且有效的方法。根据研究方法的不同，可以将紫外光谱法大致分为两种：

２．１

研究金属配合物对ＤＮＡ紫外光谱的影响

ＤＮＡ分子含有碱基生色团的双螺旋结构，紫外吸收光谱在

通讯作者：张万举（１９８１一），男，讲师，主要从事生物无机化学研究。Ｅ—ｍａｉｌ：ｗ肌ｊｕｚｈａｎｇ＠ｙａｈｏｏ．ｔｏｎｉ．ｃｎ

万方数据