（应用化学专业论文）氨基酸稀土配合物与鲱鱼精DNA的相互作用.pdf

签名：越吨译 日期：2 声，z6 关于论文使用和授权的说明 工作及取得 ，论文中不 科技大学或 志对本研究 本人完全了解西南科技大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校 有权保留学位论文的复印件，允许该论文被查阅和借阅；学校可以公布该论 文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。 签名：起唧 导师签名： t 日期：彦护d ，乡舻二 西南科技大学硕士研究生学位论文第1 页 摘要 本文综合运用了紫外光谱法、荧光光谱法、圆二色光谱法、粘度法、热 力学方法等，研究了不同氨基酸一稀土配合物与鲱鱼精d n a 之间的相互作用， 计算了二者相互作用的结合比、结合常数、热力学函数等参数。 在生理p h ( 7 4 ) 条件下研究色氨酸铒、色氨酸钐、酪氨酸镝、酪氨酸 铒、酪氨酸钐与d n a 的相互作用，经计算配合物与d n a 的结合比均为2 ： 1 ，2 5 时的结合常数分别为娲e e r ( 1 1 1 ) ( t r p ) 3 - d n a = i 9 3 x 1 0 4l t o o l 一1 ， 日s m ( ) ( t r p ) 3 - d n a = 7 1 4 x 1 0 ；l m o l ，k a e d y ( 1 1 1 ) ( t y r ) 3 - d n a = 5 2 2 x 1 0 5l t o o l 一1 ， k b 日e r ( i i i ) ( t y r ) 3 - d n a = i 8 3 1 0 5l t o o l ，k b 日s m ( 1 1 1 ) ( t y r ) 3 一d n a = 9 9 7x10 4l t o o l 。热力 学函数表明色氨酸铒、色氨酸钐、酪氨酸镝、酪氨酸铒、酪氨酸钐5 种 配合物与鲱鱼精d n a 之间的作用均为焓所驱动。结合s c a t c h a r d 法、圆二色 光谱法、熔点法和粘度法研究表明，色氨酸一铒、色氨酸钐、酪氨酸镝、酪 氨酸铒、酪氨酸钐5 种配合物与鲱鱼精d n a 之间的作用方式均为嵌插作用 和沟渠作用。 色氨酸的分子结构中含有稠环芳香平面吲哚环，酪氨酸的分子结构中的 羟基与苯环共平面，这可能是配合物可以与d n a 发生嵌插作用的内部结构 原因。 关键词：氨基酸稀土鲱鱼精d n a 配合物 作用方式 西南科技大学硕士研究生学位论文第1 i 页 a b s t r a c t i nt h i sw o r k ，u l t r a v i o l e ts p e c t r o s c o p y ，f l u o r e s c e n c es p e c t r o s c o p y ，c i r c u l a r d i c h r o i s mm e t h o d ，v i s c o s i t ym e t h o da n dt h e r m o d y n a m i cm e t h o dw e r eu s e dt o s t u d yi n t e r a c t i o nm o d eb e t w e e nt h ed i f f e r e n ts y s t e m s o fa m i n oa c i d - r a r ee a r t h c o m p l e xa n dh e r r i n gs p e r md n a t h e i rc o m b i n er a t i o s ，c o m b i n ec o n s t a n t sa n d t h e r m o d y n a m i cf u n c t i o n sw e r ec a l c u l a t e d t h e b i n d i n g r a t i o sb e t w e e ne r ( i i i ) - t r p ，s m ( m ) 一t r p ，d y r ( i i i ) t y r ， e r ( i i i ) t y r ，s m ( i i i ) 一t y r a n dd n ai np h y s i o l o g i c a lp he n v i r o n m e n t ( p h 7 4 0 ) w e r e d e t e r m i n e d a n e r ( i i i ) ( t r f i ) 3 ：n d n a 2 2 ：1 ， n s m ( 1 1 1 ) ( t r p ) 3 ：n d n a 2 2 ：1 ， n d y ( 1 1 1 ) ( t y r ) 3 ：n d n a = 2 ：1 ，n e r ( 1 1 1 ) ( t y r ) 3 ：n d n a 2 2 ：1 ，n s m ( 1 1 1 ) ( t y r ) 3 n d n a 2 2 ：1 ，a n d t h e a p p a r e n tm o l a ra b s o r p t i v i t i e s w e r ec o n f i r m e db ym o l a rr a t i om e t h o d t h e b i n d i n g c o n s t a n t sa t2 5 ca r e k b e e r ( i i i ) ( t r p ) 3 一d n a = 1 9 3 x 1 0 4 l m o l 一1 ， o ，。，7 1 4 x 1 0 5l m o l ，k a e d y ( i l i ) ( t y r ) 3 d n a = 5 2 2 x 1 0 5 l m o l 一1 ， o e r ( 1 1 1 ) ( t y r ) 3 d n a = 1 8 3 x 1 0 5l - m o l _ 。，k b 。s m ( 1 l i ) ( t y r ) 3 - d n a = 9 9 7 x 1 0 4 l m o l 一1 t h e r m o d y n a m i cf u n c t i o nc o m p u t a t i o nd e m o n s t r a t e st h a ta r 廿i st h ep r i m a r y d r i v i n gp o w e r o ft h ei n t e r a c t i o nb e t w e e ne r ( i i i ) ( t r p ) 3 ，s m ( i i i ) ( t r p ) 3 ， d y ( i i i ) ( t y r ) 3 ，e r ( i i i ) ( t y r ) 3 ，s m ( i i i ) ( t y r ) 3a n dd n a b yc o m b i n a t i o na n a l y s i so f t h es c a t c h a r dm e t h o d ，c i r c u l a rd i c h r o i s ms p e c t r o m e t r y , m e l t i n gp o i n ts t u d i e s a n d v i s c o s i t ym e t h o d ，w es u g g e s t e d t h a tt h ei n t e r a c t i o nm o d eb e t w e e n e r ( i i i ) ( t r p ) 3 ，s m ( i i i ) ( t r p ) 3 ，d y ( i i i ) ( t y r ) 3 ，e r ( i i i ) ( t y r ) 3 ，s m ( i i i ) ( t y r ) 3c o m p l e x e s a n dh e r r i n gs p e r md n aa r eg r o o v ea n di n t e r c a l a t i o nb i n d i n g s t h em o l e c u l a rs t r u c t u r eo fl - t r y p t o p h a nc o n t a i n i n ga r o m a t i cf u s e dr i n g i n d o l ep l a n e ，a n dt h eh y d r o x y la n db e n z e n er i n ga r ec o p l a n a ri nt h em o l e c u l a r s t r u c t u r eo ft y r o s i n e ，w h i c ha r et h ei n t e r n a ls t r u c t u r er e a s o n so ft h e s ec o m p l e x e s c a ni n s e r tt od n am o l e c u l e k e yw o r d s ：a m i n oa c i d ；r a r ee a r t h ；h e r r i n g s p e r md n a ；c o m p l e x ； i n t e r a c t i o nm o d e ， 西南科技大学硕士研究生学位论文 第1 i i 页 。 目录 1 绪论1 1 1 引言i 1 1 2 药物分子与d n a 的相互作用2 1 2 1d n a 靶向药物抗癌原理2 1 2 2国内外研究现状3 1 2 3 研究手段：4 1 3 立题背景和研究内容4 1 3 1本课题来源和立题背景4 1 3 2本课题主要研究内容5 1 3 3 本课题的研究意义5 1 3 4 本课题研究特色及创新点5 2 实验部分6 2 1 试剂和仪器6 2 2 实验方法6 2 2 1配制e r ( i ) c l 。、( s m ( i ) c 1 。、d y ( ) c 1 。) 溶液6 2 2 2 稀土元素含量的测定方法6 2 2 3 光谱法测定7 2 2 4 粘度法7 2 2 5圆二色光谱法7 2 3 配合物的合成与表征7 3色氨酸一铒( i ) 配合物与鲱鱼精d n a 的作用机理10 3 1 引言，1 0 3 2 结果与讨论1 0 3 2 1光谱法研究e r ( i i i ) ( t r p ) 。与d n a 的作用方式1 1 3 2 2熔点法1 8 3 2 3 粘度法1 8 3 2 4圆二色光谱法1 9 3 3 本章小结1 9 4 色氨酸一钐( i ) 配合物与鲱鱼精d n a 的作用机理2 0 4 1 引言2 0 4 2 结果与讨论2 0 西南科技大学硕士研究生学位论文第页 4 2 1光谱法研究s m ( 1 1 1 ) ( t r p ) 。与d n a 的作用方式2 0 4 2 2 熔点法2 7 4 2 3 粘度法2 7 4 2 4圆二色光谱法2 7 4 3 本章小结2 8 5 酪氨酸一镝( i ) 配合物与鲱鱼精d n a 的作用机理2 9 5 1 引言2 9 5 2 结果与讨论3 0 5 2 1 光谱法研究d y ( ) - t y r 与d n a 的作用方式3 0 5 2 2 熔点法3 6 5 2 3 粘度法3 6 5 2 4圆二色光谱法3 6 5 3 本章小结3 6 6 酪氨酸一铒( i ) 配合物与鲱鱼精d n a 的作用机理3 8 6 1 引言3 8 6 2结果与讨论3 9 6 2 1光谱法研究e r ( i i i ) ( t y r ) 。与d n a 的相互作用3 9 6 2 2圆二色光谱法4 4 5 2 3 熔点法：4 5 6 2 4 粘度法4 5 6 3 本章小结4 5 7酪氨酸一钐( i ) 配合物与鲱鱼精d n a 的作用机理4 6 7 1 引言4 6 7 2 结果与讨论4 6 7 2 1 光谱法研究s m ( ) - t y r 与d n a 的作用方式4 6 7 2 2粘度法研究配合物与d n a 的作用方式5 0 7 2 3圆二色光谱法5 0 7 3 本章小结5 1 结论5 2 致谢5 4 参考文献5 5 附录6 0 攻读学位期间发表的学术论文及研究成果；6 1 西南科技大学硕士研究生学位论文第1 页 1绪论 1 1引言 抗癌药物分子与d n a 之间相互作用的研究受到越来越多的研究者的关 注【。近年来很多研究表明，d n a 是生命体中抗癌药物与人体作用的主要靶 分子，抗癌药物与d n a 结合后对d n a 的进一步合成造成了严重干扰，从而 抑制癌细胞的继续生长【2 4 】。研究表明许多化合物都能与生命体的d n a 发生 明显的相互作用，其中包括小分子【钉、金属配合物【6 l 等。其与d n a 发生作用 影响d n a 的生理和物理化学性质，使d n a 的转移和复制发生了变化，从而 影响癌变基因的表达。因此，药物分子尤其是金属配合物与d n a 相互作用 的研究对于阐明抗癌、抗病毒药物在人体中的作用机制、药物在人体外的筛 选、对致癌物机制的研究以及一些癌症疾病的起源都具有非常重要的意义。 对于稀土氨基酸配合物的研究由来已久。稀土已广泛的进入科学研究的 范围并广泛应用在染色、微肥、饲料添加剂和医学等方面【7j ，。在稀土的很多 生物化学功能中，能够引起生物效应和生物化学变化的功能是研究者最为关 注的领域。这些变化不仅能够抑制生物体内的多种效应，对很多酶的生物活 性、脂肪代谢和核酸交换等均有影响1 8 】。在最近几年，科学研究发现稀土的 另一广阔应用前景，即在医药方面具有抗凝血作用、防治血栓疾病、杀菌能 力及较小的毒副作用，易清洗且不易沾染皮肤，并可作为治疗烧伤的药物。 同时目前大量研究表明，稀土具有抑癌抗癌的作用 9 - 1 l l 。氨基酸是人体体内 本身具有的而且是不可缺少的生物物质，也是人体内各种生物大分子的基本 组成单元，因此抗癌药物的设计选择氨基酸与稀土金属的配合物，这无疑大 大提高了药物与人体的生物相容性。且由于稀土元素与过渡金属元素有着明 显不同的外层电子构型【眩l ，使稀土金属在与d n a 上磷酸二酯键结合时比过 渡金属要强的多，因此研究稀土氨基酸配合物在抗癌药物分子的设计及筛选 领域中具有非常广泛的应用价值l i3 。 西南科技大学硕士研究生学位论文第2 页 1 2药物分子与d n a 的相互作用 1 2 1d n a 靶向药物抗癌原理 1 2 1 1d n a 的分子结构 核酸分子中，碱基共价结合于戊糖的1 位构成核苷。d n a 中的戊糖为2 脱氧核糖，即2 位的羟基为氢原子所代替。自然界d n a 分子通常以众所周 知的双螺旋形式存在。这种结构的基本特征是j 沃森和f 克里克于1 9 5 3 年提 出的，即两条相互独立的单链d n a 分子以螺旋方式相互缠绕，形成右手双 螺旋。核糖与碱基的结合位置，嘧啶为1 位( n - - 1 ) ，嘌呤为9 位( n 一9 ) 钔。 d n a 双螺旋结构模型如图1 1 所示： 图1 - 1d n a 双螺旋结构模型哺幻 1 2 1 2d n a 靶向化合物作用机制 d n a 与d n a 靶向化合物发生相互作用的方式主要有共价和非共价结 合。目前比较公认非共价结合中的三种作用方式，即静电作用，沟渠结合和 嵌插结合【”。酬。 ( 1 ) 非共价结合 非共价结合包括沟渠结合嵌插结合静电作用。对形成核酸生物功 能所需要的空间结构有着巨大的影响，氢键、离子键、范德华力、疏水键等 一些较弱的作用键也是一种决定性的因素。 融 船 嘶 星 舳 枷 | 熹 一 西南科技大学硕士研究生学位论文第3 页 ( 2 ) 共价结合以及剪切作用 金属离子( 如p t ( i i ) ，p d ( i i ) ，r u ( i i ) ，r h ( i i ) 等) 与碱基中的氮原子之间 以配位方式形成共价键的结合方式称为共价结合。而且软度越小，过渡金属 离子越容易与磷酸根的氧原子配位结合。通常来说，与磷酸根结合会增加双 螺旋的稳定性，而与碱基作用则会降低稳定性0 1 7 1 。 1 2 2国内外研究现状 1 2 2 1药物分子与d n a 相互作用研究进展 金属配合物与d n a 的相互作用研究一直是化学领域和生物学领域研究 中的一个非常热门的话题，其中非铂类金属抗癌药物的研究亦非常活跃。研 究者公认的较好的抗癌药物之一是钌金属配合物，原因主要在于钌金属配合 物的毒性非常低、合成技术和方法也相对比较成熟，人们可以按预定的结构 设计合成稳定的目标产物，同时通过配体的改变来调节与靶向分子间的亲和 力、电子转移方向等，实验操作比较简单也是原因之一。在非铂类金属抗癌 药物的研究中，在p h = 7 0 8 的t r i s 缓冲液中，吴姗姗等人f l8 】采用紫外吸收光 谱和荧光光谱研究了含硫氨基葡萄糖金属配合物与小牛胸腺d n a 的作用机 制，认为含硫氨基葡萄糖金属配合物与d n a 之间的结合方式为部分插入方 式。s u m a nd a s 等人采用紫外吸收光谱法、荧光光谱法、圆二色法、粘度法 及熔点法等研究了酚藏花红与小牛胸腺d n a 的作用机制【l 引，并确定了它们 之间的作用方式为嵌插作用。r a b i n d r a n a t hb e r a 等人采用紫外吸收光谱法、 荧光光谱法、圆二色法、粘度法等方法研究了异嗯唑姜黄色素与小牛胸腺 d n a 的作用机制1 2o 。，认为异嗯唑姜黄色素与d n a 的相互作用方式是主要发 生在a = t 富集区的沟渠作用。 1 2 2 2 氨基酸一稀土配合物与d n a 作用的研究进展 近二十年来，稀土氨基酸二元配合物的研究进行的比较完全，研究内容 涉及到配合物的组成、溶解性、稳定常数、合成方法、成键特性、热稳定性、 红外、核磁、x 光粉末衍射、晶体结构特征、动力学研究和应用等十几个方 面【2 卜2 4 j 。而稀土氨基酸配合物与d n a 作用方面的研究仍然是个空缺。目前 氨基酸邻菲哕啉铜( i i ) 三元配合物与鲱鱼精d n a 的作用由张志军等人【2 5 2 6 】 通过电子光谱法和电化学法进行研究，他们的实验结果表明甘氨酸邻菲哕啉 一铜( i i ) 、丙氨酸邻菲哕啉铜( i i ) 、苯丙氨酸邻菲哕啉铜( i i ) 三种配合物与 d n a 之间均为嵌插作用。 西南科技大学硕士研究生学位论文第4 页 1 2 3 研究手段 1 2 3 1氨基酸一稀土配合物表征手段 红外光谱、元素分析、粉末x 射线衍射等。 1 2 3 2 药物分子与d n a 作用的表征方法 研究金属配合物与鲱鱼精d n a 的作用方式等均需用多种方法相互佐证 加以确定。常用的研究方法有光谱学方法、电化学法、粘度法、熔点法和凝 胶电泳等等。 ( 1 ) 光谱学方法【2 7 _ 3 0 】 电子吸收光谱荧光光谱 ( 2 ) 电化学方法 ( 3 ) 粘度法 ( 4 ) 熔点法 ( 5 ) 凝胶电泳法 ( 6 ) 圆二色法 1 3 立题背景和研究内容 1 3 1本课题来源和立题背景 本课题来源于国家自然科学基金资助项目( 3 0 5 7 2 2 5 4 ) 和西南科技大学研 究生创新基金资助项目( 0 9 y c j j1 4 ) 。 目前很多抗癌药物药效较弱且副作用很强，而且对抗癌药物与d n a 作 用的研究角度尚不全面，机理的阐述也不是很丰富，因此目前需要很多研究 者对此方向进行进一步的深入研究。近些年，一些先期的抗癌药物已经让生 物体产生了一定的抗药作用，研究和筛选新型抗癌药物变得非常重要。因此 本实验各体系中研究氨基酸稀土配合物和d n a 的相互作用，从d n a 复制、 转录及遗传基因等方面深入探究抗癌机理，通过研究结果对抗癌药物的研究 和开发改良具有非常重要的现实意义。 氨基酸是人体内本身具有的不可缺少的生物物质，是人体内各种生物大 分子的基本组成单元，对人类生命体具有非常重要的作用。近年来大量研究 西南科技大学硕士研究生学位论文第5 页 表明，稀土具有抑癌抗癌作用。因此研究氨基酸与稀土金属形成的配合物作 为抗癌药物，无疑大大提高了药物与人体的生物相容性，对新的抗癌药物的 研发都具有重要的理论指导意义。 1 3 2 本课题主要研究内容 ( 1 ) 本实验深入研究氨基酸稀土金属配合物与鲱鱼精d n a 作用的最适 温度、最佳反应时间等条件，并对反应的结合力、结合常数、作用机理等进 行进一步深入的研究。 ( 2 ) 根据本实验氨基酸稀土金属配合物与鲱鱼精d n a 作用的研究所得 数据和相关信息，探讨并丰富稀土金属配合物与鲱鱼精d n a 相互作用的内 在机理。 1 3 3 本课题的研究意义 本课题研究的意义主要可归纳为以下几点t ( 1 ) 单核顺铂抗癌药物开辟了抗癌药物研究的广泛领域，尽管其具有一定 的副作用，但它却因为配合物种类众多、结构和性质容易调整，因此经过广 泛研究可开发出副作用微弱、抗癌效果良好的药物来。本实验通过深入研究 氨基酸稀土金属配合物和d n a 相互作用，从d n a 复制、转录及遗传基因 等方面深入揭示氨基酸稀土金属配合物能够在人体中表现出来的抗癌机理， 对抗癌药物的筛选和开发一定具有非常重要的理论导向作用。 ( 2 ) 氨基酸稀土金属配合物同时可作为核酸的有效切割剂，在实践运用 中具有广泛的用途。 因此本实验研究氨基酸稀土金属配合物与鲱鱼精d n a 之间相互作用方 式和机理，深入研究的结论有助于总结它们相互作用的规律，对探索配合物 在抗肿瘤药物中的广泛应用将会具有非常重要的现实意义和理论意义。 1 3 4 本课题研究特色及创新点 ( 1 ) 设计建立新的反应体系。本实验以稀土氨基酸配合物与d n a 的作 用作为新的研究体系。 ( 2 ) 尝试、开发、探索新的荧光光谱探针分子。由于过去经常使用的溴 化乙锭探针毒性较强，因此本实验采用另外一种新的而且有一定环保性的光 谱探针。 西肓科技大学硕士研究生学位论文第6 页 2实验部分 2 1试剂和仪器 v a r i oe lc u b e 型元素分析仪( 德国元素分析系统公司) ；1 2 0 0 l c m s 型 液相色谱质谱仪( 美国v a r i a n 公司) ；r f 5 4 0 荧光光谱仪( 日本岛津) ；u n i c o u v 2 1 0 2p c s 型紫外可见分光光度计( 尤尼科上海仪器有限公司) ；n i c o l e t3 8 0 型智力傅立叶变换红外光谱仪( 美国热电尼高力公司) ；j - 8 1 5 型圆二色光谱仪 ( 日本分光j a s c o 公司) ；乌式贝德粘度计( 上海市青浦县前明玻璃仪器厂) ； p h s 2 c 型酸度计( 成都方舟科技开发公司) ：h h 6 0 1 超级恒温水浴( 金坛金南 仪器厂) 。 鲱鱼精d n a ( h s d n a ，a r ，s i g m a 公司产品) ；色氨酸、酪氨酸( t r p 、t y r ， a r ，成都科龙化工试剂厂) ；三氧化二铒、三氧化二镝、三氧化二钐( e r 2 0 3 d y 2 0 3s m 2 0 3 ，a r ，北方方正稀土研究所有限公司产品) ；4 种碱基( a 、t 、 c 、g ，a r ，上海源聚生物科技有限公司) ；吖啶橙( a o ，a r ，成都科龙化 工试剂厂) ；乙二胺四乙酸钠( e d t a ，a r ，广东光华化学厂有限公司) ；其他 试剂均为分析纯，水为二次重蒸水。 2 2 实验方法 2 2 1 酉己常0e r ( 1 i dci ：、( s i n ( i i i ) cl 。、d y ( i i i ) ci 。) 溶液 用浓盐酸将e r ( i i i ) 2 0 3 ( s m ( i i i ) c 1 3 、d y ( i i i ) c 1 3 ) 溶解，蒸发掉所含水和过量 盐酸直至出现白色粉末，加t r i s h c l 缓冲溶液配制成所需浓度的e r ( i i i ) c 1 3 、 ( s m ( i x i ) c 1 3 、d y ( i i i ) c 1 3 ) 溶液。 2 2 2 稀土元素含量的测定方法 稀土元素含量的测定方法：( 1 ) 0 0 1m o l le d t a 的配制：称取e d t a7 8 0 g ，溶解在3 0 0 4 0 0 m l 的蒸馏水中，若发现溶液有浑浊，则需过滤。然后， 在试剂瓶中将其稀释至2l ，待标定。( 2 ) 锌标准溶液的配制：称取锌粒6 5 0 g ，逐滴加入浓度为6m o l l 的h c l 溶液，直至完全溶解。将其转移到1 0 0 0m l 容量瓶中，稀释至刻度线，摇匀。( 3 ) e d t a 标准溶液的标定：移取2 5 0 0m l 西南科技大学硕士研究生学位论文第7 页 锌标准液于2 5 0m l 锥形瓶中，加入3 0m l 蒸馏水，再加入1 ：1 的氨水3 - 4 滴直至溶液刚好出现白色沉淀，随后加入1 0m lp h = 1 0 的缓冲溶液，并加入 两滴铬黑t 指示剂，然后用e d t a 溶液进行滴定，直到溶液由红紫色变为蓝 色即为终点。( 4 ) e d t a 直接滴定法：准确称取样品6 0m g 左右，用稀硝酸 调节溶液的p h 为l 左右，以二甲酚橙为指示剂，用标准e d t a 滴定溶液由 紫红色变为黄亮色，即为终点。根据消耗e d t a 的体积计算样品中的稀土金 属的含量。 计算公式：w = c e d t a v e d t x m 金属x 1 0 0 1 m 样品 2 2 3 光谱法测定 所有溶液均用t r i s h c i ( p h = 7 4 0 ) 缓冲溶液配制，摇匀，放置5m i n 。 将3 0 0m l 待测溶液加入1c m 比色皿中，用t r i s - h c l 缓冲溶液做为参比， 用d n a 溶液进行滴定，扫描吸收光谱或荧光光谱。激发和发射光谱扫描狭 缝宽度均为5n m ，九e x = 4 4 1n n l 。 2 2 4 粘度法 用t r i s h c l 缓冲溶液( p h = 7 4 0 ) 配制d n a 和不同浓度的 e r ( i i i ) ( t r p ) 3 一d n a 、 ( s m ( i i i ) ( t r p ) 3 - d n a 、 s m ( 1 1 1 ) ( t y r ) 3 - d n a 、 d y ( i i i ) ( t y r ) 3 d n a 、e r ( i i i ) ( t y r ) 3 - d n a ) 溶液，静置2 4h ，在2 5 恒温水浴槽 中用乌式贝德粘度计测定粘度。 2 2 5 圆二色光谱法 在两支比色皿中分别加入d n a 溶液和e r ( i i i ) ( t r p ) 3 一d n a 、 ( s m ( i i i ) ( t r p ) 3 一d n a 、s m ( i h ) ( t y r ) 3 - d n a 、d y ( i i i ) ( t y r ) 3 - d n a 、e r ( i i i ) ( t y r ) 3 一d n a ) 溶液，用缓冲溶液作参比，扫描圆二色谱，扫描范围为2 2 0 - 3 0 0n m 2 3配合物的合成与表征 将三氯化铒( 镝、钐) 与色氨酸( 酪氨酸) 以摩尔比为1 ：3 的配比溶解在 7 0 m l 蒸馏水中，在8 0 。c 水浴上加热并不断搅拌，调节p h 值3 - 5 ，在水浴锅 上连续旋转反应1 0 h ，溶液由淡黄色逐渐变为棕色直至浅棕红色，将液体体 积浓缩至1 0m l 左右，将溶液静置等待结晶，用无水乙醇洗涤有色晶体数次， 烘箱中干燥1 4 h 得晶体配合物e r ( 1 l i ) ( t r p ) 3 - c 1 3 h 2 0 、( s m ( i i i ) ( t r p ) 3 c 1 3 h 2 0 、 西南科技大学硕士研究生学位论文第8 页 e r ( i i i ) ( z y r ) 3 c 1 3 h 2 0 、d y ( i i ) ( t y r ) 3 c 1 3 h 2 0 、s m ( i i i ) ( t y r ) 3 c 1 3 。h 2 0 ) p 。 红外光谱分析中采用溴化钾进行压片，根据t r p 稀土金属配合物的红外 光谱：配合物羧基的对称伸缩振动为v s ( c o o 一) = 1 4 1 0c m _ 1 和反对称伸缩振动 位置v a s ( c o o 一) = 1 6 5 0c m - 1 与单独的自由氨基酸羧基的对称伸缩振动为 v s ( c o o 一) = 1 4 2 0c m 、反对称伸缩振动位置v a s ( c o o 一) = 1 5 9 0c m ，两者比较 有较明显的变化，同时羧基的反对称振动峰发生分裂，这种现象说明金属是 与氨基酸中羧基的氧原子配位，( v a 。一v s ) = 2 4 0c m ，说明羧酸根以单齿形 式配位【3 2 3 4 1 。3 4 4 0c m 一1 处的峰为n h 伸缩振动峰；1 1 4 0g m 一1 和1 0 7 0c m 一1 处的峰为c n 的伸缩振动峰【3 引。根据t y r 稀土金属配合物的红外光谱：配合 物羧基的对称和反对称伸缩振动位置( 1 ，。( c o o 一) = 1 4 4 0c m 、v a s ( c o o 一) = 1 6 2 0 c m - 1 ) 与相应的自由氨基酸比较有较明显的变化，并且羧基的反对称振动峰发 生分裂，说明氨基酸以羧基的氧原子与金属配位；a ( 1 l ，a 。一v s ) = 1 8 0c m ，说 明羧酸根以单齿形式配位 3 2 - 3 4 】。3 3 7 0c m - 1 处为n h 伸缩振动峰：1 0 7 0c m - 1 和11 4 0c m - 1 为c n 的伸缩振动( 见图2 1 和图2 2 ) 。元素分析： e r ( m ) ( t r p ) 3 c 1 3 h 2 0 元素分析：c4 5 3 5 ，h4 1 8 ，n9 4 9 ，e r1 7 5 9 ( 实 验值) ；c4 3 3 5 ，h3 9 4 ，n9 1 9 ，e r1 8 3 l ( 理论值) 。l c ：8 2 7 5 。 m s ：m z ：9 0 6 ( m + 2 ，1 0 0 ) 。s m ( i i i ) ( t r p ) 3 c 1 3 h 2 0 元素分析：c4 5 9 9 ，h4 2 8 ， n8 9 4 ，s m1 6 0 5 ( 实验值) ；c4 4 1 7 ，h4 0 1 ，n9 3 7 ，s m1 6 7 7 1 ( 理 论值) 。d y ( i i i ) ( t y r ) 3 c 1 3 h 2 0 元素分析：c3 9 4 2 ，h4 2 0 ，n5 2 2 ， d y1 8 7 8 ( 实验值) ；c3 8 5 9 ，3 9 3 h ，5 0 0 n ，d y1 9 3 5 ( 理论值) 。 e r ( i i i ) ( t y r ) 3 c 1 3 h 2 0 元素分析：c4 0 2 9 ，h4 1 9 2 ，n5 1 5 ，e r1 9 2 8 ( 实 验值) ；c3 8 3 6 ，3 9 0 h ，4 9 7 n ，e r 19 8 1 ( 理论值) 。 s m ( i i i ) ( t y r ) 3 c 1 3 h 2 0 元素分析：c4 1 0 3 ，h4 6 6 ，n5 1 5 ，s m1 7 5 7 ( 实验值) ；c3 9 1 9 ，4 3 5 h ，5 0 8 n ，s m1 8 1 8 ( 理论值) 。 wa v e n u m b e r s ：m 1 ) 图2 1t r p - 稀土金属配合物的红外光谱图 f i g 2 - i t h ef 卜t ro ft r p r a r ee a r t hm e t a ic o m p i e x wa v e n u m b e r sg m 1 ) 图2 - 2 t y r 一稀土金属配合物的红外光谱图 f i g 2 - 2 t h ef i t ro ft y r r a r ee a r t hm e t a ic o m p i e x m：1墨g暑。言事 西南科技大学硕士研究生学位论文第10 页 3色氨酸一铒( ) 配合物与鲱鱼精d n a 的作用机理 3 1引言 近年来抗癌药物的筛选、开发及抗癌机理的探究逐渐成为人们争相研究 的热点课题。在此方面的研究中很多抗癌药物的设计和筛选均以d n a 为主 要靶点。d n a 包含的遗传信息、遗传密码是生物体的重要生命遗传物质， d n a 参与这些信息及密码在生命体细胞内的表达，以此来控制生物体的整个 生命过程。因此，抗癌药物通过与生命体内癌变d n a 发生相互作用，破坏 癌变细胞中d n a 的结构，进而影响生物体体内基因的调控和表达，使抗癌 药物表现出自身所具有的抗癌活性p j 。 色氨酸是一种人体不可缺少的氨基酸，在蛋白质的生物合成过程中是所 需的必须氨基酸，在保持生物体体内氮元素的平衡、维持人体体内肌肉组织 和人体体重等方面也起着非常重要的作用。目前研究表明，稀土具有抑癌抗 癌的作用1 3 8 1 。 为进一步探究铒色氨酸配合物与鲱鱼精d n a 的相互作用方式，本实验 应用紫外可见、圆二色、荧光光谱法等获得了二者相互作用的结合比、结合 常数、热力学函数和作用方式等研究信息。由于用溴化乙锭环保型很差，所 以本实验采用的探针毒性微弱的吖啶橙。 3 2 结果与讨论 西南科技大学硕士研究生学位论文 第11 页 3 2 1光谱法研究e r ( ) ( t rp ) 。与d n a 的作用方式 图3 - ie r ( i ) 对t r p 荧光光谱的影响 f i g 3 - i i n f i u e n c eo fe r ( i i i ) t o fiu o r e s c e n c es p e c t r ao ft r p ( p h 7 4 0 ) c t r p = 9 o o x1 0 4m e i l ；侥，( m ) = 9 o o x1 0 3 m o l l ( 1 0 plp e rs c a n ) 3 2 1 1e r ( i ) 对t r p 荧光光谱的影 响及其结合比 由图3 1 可知，固定t r p 的浓度， 随着e r ( 1 l i ) 浓度增加，t r p 在5 2 1n m 处 的荧光值逐渐升高，表明t r p 与e r ( i i i ) 分子之间发生了明显地相互作用并形 成了配合物【3 9 1 。在5 2 1a m 处测定吸光 度，结果如图3 2 所示。测得t r p 与e r ( 1 i i ) 的结合比 e r ：，l t r p = 1 ：3 。 固定t r p 的浓度，改变e r ( i i i ) 的浓 度，根据b e e r 定律【4 0 】：a = e b c ( a 为 d y ( h i ) 一t r p 的吸光度；s 为e r - ( i i i ) t r p 的摩尔吸光系数；c 为e r ( i i i ) - t r p 浓度； 6 为比色皿厚度) 。计算得到e r ( i i i ) 一t r p 的表观摩尔吸光系数e = 8 8 0 x 1 o z 图3 - 2t r p - e r 的摩尔比图( 5 2 1 咖) f i g 3 - 2 m o i a rr a t i 0p i o r so ft r p a n de r ( 5 2 1 n m ) c e ，= 9 0 0 10 3m oi l ：o r ，p = 9 o o x10 一 m o i l ( 1 0 ulp e rs c a n ) 图3 - 3d n a + e r ( ) ( t r p ) 3 和 d n a - e r ( i i i ) ( t r p ) 。的紫外光谱图 f i g 3 - 3a b s o r p t i o ns p e c t r ao f d n a + e r ( 1 1 i ) ( t r p ) 3a n dd n a - e r ( ) ( t r p ) 3 c e ，f i g ) ( t ，p ) 3 = 8 0 0 x1 0 1m o i l ： c b h - 4 0 0 x 1 0 一m o i l ： c e ，( m ) ( t ，p ) 3 d 卧：4 0 0 x1 0 一。m oi l 西南科技大学硕士研究生学位论文第12 页 l ( m o l c m ) 。 3 2 1 2d n a 对e r ( ) ( t r p ) 。紫外吸收光谱的影响及其结合比 由图3 3 可知，曲线l 是e r ( 1 l i ) ( t r p ) 3 配合物吸收光谱与d n a 吸收光谱 的简单叠加( d n a + e r ( i i i ) ( t r p ) 3 ) ，曲线2 是d n a e r ( i i ) ( t r p ) 3 复合物的紫外 吸收光谱。在210a m 处d n a e r ( i i i ) ( t r p ) 3 低于d n a + e r ( i i i ) ( t r p ) s ，在2 6 0a m d n a e r ( m ) ( t r p ) 3 高于d n a + e r ( i i i ) ( t r p ) 3 。说明单纯e r ( i i i ) ( t r p ) 3 配合物与 d n a 的简单叠加吸收光谱与d n a e r ( 1 l i ) ( t r p ) 3 复合物的紫外吸收光谱不同， 图3 4d n a 对e r ( t r p ) 。紫外光谱的影响图3 - 5厚尔比图( 2 7 2 n m ) f i g 3 - 4 i n f i u e n c eo fd n at ou v v i s f i g 3 - 5m o i a l r a t i 0p i o r so fd n aa n d a b s o r p tio ns p e c tr ao fe r ( t r p ) 3 ( 2 7 2 n m ) e r ( t r p ) 3 ( p h 7 4 0 )c e ，( t ，) 3 = 1 0 0 x 1 0 6m o i l ： c e ，( t ，p ) 3 = 1 0 0x1 0 6m oi l ： 伽m = 1 5 0 x1 0 5m oi l c o 卧= 1 5 0 x1 0 5m oi l ( 1 0ulp e rs c a n )( 10ulp e rs c a n ) 且由图3 4 可知，固定e r ( i i i ) ( t r p ) 3 的浓度，随着d n a 浓度增加，e r ( m ) ( t r p ) 3 在2 1 9n m 和2 7 2a m 附近的吸收峰逐渐升高，表明e r ( i i i ) ( t r p ) 3 配合物与d n a 分子之间发生了相互作用生成了复合物f 3 9 】1 4 j 4 2 】。 固定e r ( i i i ) ( t r p ) 3 的浓度，改变d n a 的浓度，在2 7 2n l t l 处测定吸收强度， 结果如图3 5 所示。即实验测得e r ( i i i ) ( t r p ) s 与d n a 的结合比刀e f ( 珊) ( t f p ) 3 ：7 d n a = 2 ：1 。根据比尔定律，复合物e r ( ) ( t 印) 3 d n a 溶液的吸光度可表达为【3 8 】： a = e b c 这里8 代表