以G-四链体为靶点的端粒酶抑制剂的合成及其活性研究

摘要

继铂系抗肿瘤药物应用于临床后，钌(II)配合物是国际上普遍认为将成为最有前途的金属抗癌药物之一。G-四链体是很好的端粒酶抑制剂作用靶点。研究作用于G-四链体的钌(II)配合物，寻找具有较高抗肿瘤活性的钌(II)配合物将有助于开发新型金属钌(II)抗肿瘤药物。 本文以卟啉作为配体，设计、合成得到了一系列15个金属钌(II)配合物，并采用质谱、核磁共振、电子吸收光谱、荧光发射光谱等对制备的化合物进行表征；采用光谱学方法以及凝胶电泳等方法对配合物与核酸的识别机理进行了系统研究；采用MTT法初步研究了钌(II)卟啉配合物对人宫颈癌HeLa的抑制活性；并进一步采用密度泛函理论(density function theory, DFT)方法计算得到了钌卟啉配合物的前线分子轨道及其电子分布，对钌(II)卟啉配合物的构效关系进行了研究。研究结果表明: 1.设计、合成了15个钌(II)卟啉配合物，采用MS、NMR等手段对所合成产物进行表征，实验结果与理论计算值基本一致，证实合成得到的产物就是设计的目标化合物。所有化合物均为未见文献报道的新型化合物。 2.采用电子吸收光谱和荧光淬灭实验系统研究了目标化合物与小牛胸腺DNA的分子识别。研究表明，结构的差异对配合物与CT-DNA的相互作用有影响：I)3-吡啶基钌(II)卟啉配合物的结合常数大于4-吡啶基；ii)以dmbpy为辅助配体，-OCH3取代的钌(II)卟啉配合物的结合常数大于-CH3取代；以phen、bpy为辅助配体，-CH3取代的钌(II)卟啉配合物的结合常数大于-OCH3取代；iii)不同辅助配体对钌卟啉配合物结合的强弱顺序为bpy>dmbpy>phen。 3.采用电子吸收光谱和荧光淬灭实验研究了目标化合物与人宫颈癌细胞株HeLa DNA的分子识别。结果发现以phen为辅助配体的配合物与肿瘤DNA的结合常数大于自身与CT-DNA的结合常数。强疏水性的辅助配体有利于配合物与肿瘤DNA的结合。 4.采用电子吸收光谱初步研究了目标化合物与人肝癌细胞株Bel-7402 RNA的分子识别。配合物与不同核酸结合能力的强弱顺序为：人宫颈癌HeLa DNA>人肝癌BEL-7402 RNA>CT-DNA。说明配合物对人宫颈癌HeLa DNA具有选择性作用。 5.采用密度泛函理论方法，计算得到了目标化合物的前线分子轨道能量及其电子分布。说明前线分子轨道能量对配合物与DNA分子的相互作用具有重要影响。 6.采用MTT法初步研究了钌卟啉配合物对人宫颈癌细胞株HeLa的抑制活性。在钌(II)卟啉配合物作用下，显微镜下观察发现，借助MTT法研究发现，钌(II)卟啉配合物7和9均表现出对人宫颈癌细胞HeLa生长的抑制作用。光照条件后继续培养的抑制率高于未给光的抑制率，说明钌(II)卟啉配合物对人宫颈癌细胞HeLa生长还具有光抑制作用。 以上研究表明，钌(II)卟啉配合物具有丰富的光谱学特征，能够选择性识别生物大分子。对其生物功能产生微扰，在抗肿瘤药物研究中具有潜在的应用前景。