小分子与DNA相互作用研究
小分子和DNA相互作用研究
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•紫外可见吸收光谱 小分子与DNA旳相互作用会引起吸收带旳红移(或蓝移)现 象或增色(或减色)效应.尤其是以嵌插方式结合旳分子, 光 谱变化会更大, 而且黏度增大, 熔点升高. 在260 nm左右 有最大吸收峰, 能够作为DNA及其组分定性和定量测定旳 根据
•荧光光谱法 根据相互作用前后荧光强度旳变化，对两者作用模式进行判断。溴 化乙锭(EB)是较为常用旳探测DNA构造旳荧光探针, 被广泛应用于 抗癌药物旳筛选和小分子与DNA作用旳研究
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•作用方式
小分子与核酸结合旳部位是核酸旳碱基、磷酸骨架 和戊糖环。核酸由平行堆积旳碱基、聚合旳阴离子 磷酸骨架以及两条由核酸链形成旳大沟、小沟构成 了小分子旳结合位点
静电作用：是经过药物小分子上带正电荷旳基团与DNA双螺旋链上 带负电旳磷酸骨架之间旳一种库仑力，这种结合是一种非特异性 相互作用，静电作用没有选择性。
•研究措施
伴随小分子与DNA相互作用研究旳不断活跃、进一步 , 研究措施也逐渐增多.目前, 小分子与DNA作用机 理及方式旳研究大多应用荧光、紫外、圆二色谱、 线二色谱、共振拉曼光谱、伏安分析法、电位法、 电化学发光法等手段. 可将其归纳为光谱法和电化 学法.
•光谱法
小分子与DNA相互作用后, 其构造和化学性质会发生变化, 根据这些构造 和性质旳变化能够判断它们之间旳作用方式, 进而论述其作用机理.常用 旳光谱学研究法有紫外可见吸收光谱和荧光光谱
沟槽作用：即活性小分子与DNA双螺旋构造中旳大沟槽或小沟槽旳 碱基对发生相互作用。这种结合旳作用力是小分子与DNA沟区碱基 之间旳氢键作用、疏水作用及π电子相互作用旳综合成果。
嵌插作用：即具有一定平面性旳分子嵌入到DNA分子旳双螺旋构造中， 与DNA碱基对发生作用。当小分子嵌插到DNA碱基对之间后，有旳能够 直接克制DNA复制与转录功能；有旳则在经过进一步活化后，使DNA断 裂受损而影响功能。
DNA熔点的测定方法研究
DNA熔点的测定方法研究李彦松（化工系制药072）1.DNA熔点将DNA加热到一定温度时，DNA的双螺旋就会发生裂解，DNA碱基互补的主要作用力氢键结构将被破坏，在紫外光谱中表现为260 nm处吸光度的增加。
通常将DNA 的变性达到50 时，即增色效应达到一半时的温度称为DNA的解链温度(Melting Temperature)T ，T 也称熔解温度或DNA的熔点【1】。
小分子与DNA的相互作用能够影响Tm 。
嵌插作用使得DNA双螺旋结构更加稳定， 能增加5～8℃ ，沟区结合或静电结合对DNA双螺旋裂解温度影响不大 【2】 。
DNA变性温度Tm===76±1℃。
而CAT—DNA体系的变性温度T 一82±1℃ ，这进一步证实儿茶素与DNA发生了嵌插作用，使得DNA双螺旋结构更加稳定。
DNA熔点测定是研究过渡金属配合物与DNA相互作用的一个重要方法，通过DNA熔点测定实验可以测得DNA的熔点【3】。
DNA在受热过程中，碱基对之间的氢键遭到破坏，DNA两条链逐步解离而发生变性，以温度为横坐标，以260 Ilm处吸收率为纵坐标作图得到的曲线称为热变性曲线，当达到熔点温度Tm时，有50％ DNA由双链改变为单链。
一些能作为DNA插入试剂的天然或合成的有机化合物和金属有机配合物与DNA的作用，由于插入试剂与DNA碱基对之间能发生耵一耵堆积，使DNA的双螺旋变得稳定，从而使DNA的熔点(Tm)明显升高【4-6】当溶液的温度升高，双螺旋DNA逐渐转化为单螺旋，同时产生减色效应【7】。
2.配合物对DNA熔点的影响配合物以插入方式键合IDNA亦可通过DNA的熔点实验证明【8】”小分子化合物插入DNA双螺旋碱基对中，使得双螺旋结构破坏，260nlTl处紫外吸收值升高，从而引起DNA的熔点升高，因此，可以根据DNA 在260 nlTl处的吸收值来确定DNA的熔点【9】。
DNA的变性是爆发式的，有一个相变过程，通常把￡值达最高值的1／2时温度称为熔点，用Tm【10】]表示。
小分子肽与DNA作用的
2012年第11卷第3期小分子肽与DNA作用的研究□成红丽【摘要】通过循环伏安法研究了半胱氨酸二肽（Cys－Cys）与DNA的相互作用。
结果表明：加入DNA后，半胱氨酸二肽的氧化峰电流下降，电位负移，Na+浓度对Cys－Cys－DNA体系的峰电流影响比较明显小分子肽与DNA作用的研究构和功能，筛选新的生命学研究工具，设计具有应用前景的低毒、高效、抗菌、抗肿瘤药物提供一定的理论基础。
寡肽类化合物一般具有较强的生物活性，多数可作为药物或药物前体，在生命活动中起着重要的调节作用，因此对寡肽的研究具有广泛的应用价值。
【关键词】半胱氨酸二肽；DNA；循环伏安法；相互作用【作者单位】成红丽，武汉生物工程学院化学与环境工程系近年来，由于电化学法具有快速、简便、节约试剂和检测准确等优点而被广泛应用于研究抗癌药物或其它DNA－靶向分子与DNA的相互作用。
一、实验部分（一）仪器与试剂。
（1）仪器：CHI650C电化学分析仪（上海辰华仪器公司）；三电极系统：工作电极为玻碳电极，对电极为铂丝电极，饱和甘汞电极为参比电极。
（2）试剂：Cys－Cys参照文献方法制备，NaCl溶液浓度为1．0mol/L；Tris－HCl缓冲溶液（pH=7．20）；PBS缓冲溶液（pH=7．00）。
（二）实验方法：循环伏安法。
（1）玻碳电极的预处理：先在金相砂纸上打磨电极，再经α－Al2O3粉末抛光成镜面，然后在超声水浴中依次用体积比为1：1的硝酸、丙酮或甲醇和去离子水彻底清洗。
（2）1．在20mL比色管中固定Cys－Cys 溶液，加入不同体积的DNA溶液，用PBS缓冲溶液定容至刻度，摇均，于37ħ下水浴1h后，移至电解池中用CHI650C电化学分析仪于－0．8 0．8V电位扫描范围记录循环伏安曲线图。
（3）2．在20mL比色管中加入固定量的Cys－Cys－DNA 体系，再依次加入不同体积的NaCl溶液，用PBS缓冲溶液定容至刻度，摇均，于37ħ下水浴1h后，移至电解池中用CHI 650C电化学分析仪于－0．8 0．8V电位扫描范围记录循环伏安曲线图。
药物小分子及其与生物大分子相互作用的光谱研究
药物小分子及其与生物大分子相互作用的光谱研究一、本文概述药物小分子与生物大分子之间的相互作用是生命科学和药物研发领域的重要研究内容。
这种相互作用不仅影响着药物在生物体内的分布、代谢和药效，还直接关系到药物的安全性和有效性。
深入理解和研究药物小分子与生物大分子之间的相互作用机制，对于药物的合理设计、优化和药物研发具有重要意义。
光谱学作为一种重要的实验技术，为研究药物小分子与生物大分子的相互作用提供了有效的手段。
通过光谱学方法，可以无损、实时地监测药物分子与生物大分子的相互作用过程，从而获取分子间相互作用的详细信息，如结合常数、结合位点、作用力类型等。
本文旨在综述药物小分子及其与生物大分子相互作用的光谱研究进展，介绍常用的光谱学方法及其在研究中的应用，总结和分析目前研究中存在的问题和挑战，以期为未来的研究提供参考和借鉴。
二、药物小分子概述药物小分子，通常指的是分子量较小、结构简单的化合物，它们能够通过特定的机制与生物大分子（如蛋白质、核酸等）相互作用，从而发挥药效。
这些小分子药物在生物体内起着至关重要的作用，它们可能通过抑制或激活某些生物过程，改变细胞内的代谢途径，或者干扰病毒、细菌等病原体的生命周期，从而达到治疗疾病的目的。
药物小分子的种类繁多，包括抗生素、抗病毒药物、抗癌药物、镇痛药、抗炎药等。
这些药物的化学结构各异，但它们通常都具有一定的化学活性，能够与生物大分子形成稳定的复合物。
这些复合物可以通过光谱学方法进行深入的研究，从而揭示药物与生物大分子之间的相互作用机制和药物的药理活性。
光谱学方法在药物小分子研究中具有广泛的应用。
例如，紫外-可见光谱可以用来研究药物小分子的电子结构和吸收光谱特性；红外光谱和拉曼光谱则可以用来分析药物小分子的振动模式和分子结构；核磁共振光谱则可以提供药物小分子在溶液中的结构和动力学信息。
这些光谱方法的应用，不仅有助于我们深入理解药物小分子的化学性质，还能为药物设计和开发提供重要的指导。
DNA与小分子的作用
DNA与小分子的作用摘要：DNA双螺旋结构模型的问世，标志了生物学进入了从分子水平阐述生命遗传信息的分子生物学时代，因而有关DNA的研究也就自然成为分子生物学和生物化学最重要的课题之一，现代医学中，抗肿瘤、抗病毒药物与DNA的反应研究对疾病治疗有着重要意义。
该文主要介绍了DNA与小分子作用的方式、研究方法及DNA与靶向分子的相互作用。
关键词：DNA 小分子抗癌研究方法相互作用靶向分子Interaction between DNA and small molecularWang Hong YingAbstract:The model of DNA double helix to be presented to the public,marks biology enter the times that from molecular level to expound life of genetic information,so the reaserch of DNA has become one of the most important topic in biology and bio-chemistry,the studies on the interaction between antitumor-and antivirus and DNA is very singnificant for the diseases therapy in the modern medicine.This paper mainly interduce the methods for interaction and research beween DNA and small molecular,DNA and targeted molecular interaction.Key words:DNA small molecular research methods interaction targeted molecular1引言脱氧核糖核酸DNA是遗传信息的承担者，具有储存和传递信息的功能[1]。
药物小分子与生物大分子相互作用的研究进展
蛋 白（ ｈ ｕ ｍａ ｎ ｓ ｅ ｒ ｕ ｍ ａ ｌ ｂ ｕ ｍｉ ｎ ， ＨＡ Ｓ ） 和 牛 血 清 白蛋 白 （ ｂ ｏ ｖ ｉ ｎ ｅ ｓ ｅ ｒ ｕ ｍ ａ ｌ ｂ ｕ ｍｉ ｎ ， Ｂ ｓ Ａ ） ， 分 子 结 构信 息 确 知 ， 故 而在 相 关 科 学 研 究 中作 为 模 型 生 物 大 分 子 而 得 以广 泛 采 用 ， 能够 与类别广 泛 的内源性物质 （ 如 代 谢 产 物 等） 和外源性物质（ 如药物等） 进 行 可逆 性 的非 共 价 结 合 ， 从而发挥其贮存 、 转 运 以及 机 体 保 护 等 重 要 的生
理 功 能 。
Ｄ Ｎ Ａ 是 自然 界 生 物 的 遗 传 密码 ， 通 过 一 系列 基 因片 段 传 递 遗 传 信 息 并 发 布 指 令 ， 引 导 生 物 体 的 机 能
运作 ， 并能够调控遗传信息。许 多抗癌 和抗病毒药物在细胞 内都以 Ｄ Ｎ Ａ作为靶 向 。 ， 通过与癌细胞或病
中图分类号 ： Ｑ５ ２ ３ 文献 标 识 码 ： Ａ 文章编号 ： １ ６ ７ ３ —５ ８ ２ Ｘ（ ２ ０ １ ３ ） １ ０ —０ １ １ ０ —０ ６
生 物 大 分 子 是 自然 界 中各 种有 机 体 的基 本 组 成 ， 与 生 物体 的 生 命 活 动 过 程 息 息 相关 。生 物 学 界 一 般 将生物大分子分成糖类 、 脂类、 蛋 白质 和核 酸 四类 ， 其 中蛋 白质 和 核 酸更 是 参 与 了药 物 在 体 内分 布 、 代 谢 等
李 悦
（ 天 津 医学 高等专科 学校 ，天 津 ３ ０ ０ ２ ２ ２ ）
摘 要： 药物 小 分子 与 生物 大分 子 相 互 作 用 的研 究是 涉及 到 化 学与 生命 科 学 等 多 个领 域 的 交叉 课 题 。血 清 蛋
含大环多胺的两亲性小分子的设计合成及与DNA的相互作用
阳离 子脂质 体是一 类非 常重要 的非病 毒 载体 ，因其 具 有 易于 合成 表 征 、结 构 明确 、 复 性好 、可 重 生 物降解 、 成本 低廉 及便 于结构修 饰等 特点 而被广泛 研究 １ ７．自 １ ８ ９ ７年 Ｆ ｉｎｒ ｅ ｅ 等 首 次将 脂 质体 用 ｇ 作基 因转染 载体 以来 ，已经 设计合 成 了多种脂 质体 ， 这些 脂质 体都 还 不 能满 足 临床 应用 的要求 ．因 但
Ｖｏ ． ２ １３
２ １ 年 ４月 ０１
高 等 学 校 化 学 学 报
ＣＨＥ Ｃ ＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＣＨＩ Ｓ ＭＩ ＡＬ Ｊ ＮＥ Ｅ ＵＮＩ ＶＥＲＳ ＴＩ Ｉ ＥＳ
Ｎｏ ４ ．
８ ４ ～８ ８ ７ ７
含 大 环 多 胺 的 两 亲 性 小 分 子 的 设 计 合 成 及 与 Ｄ Ａ 的 相 互 作 用 Ｎ
（ Ｏ Ｅ 形 成 的 阳离 子 脂 质 体 对 Ｄ Ａ 有很 强 的包 裹 能 力 ．两 种 脂 质 体 Ｍ ＤＰ） Ｎ 和 Ｍ， 别 在 Ｎ Ｐ摩 尔 比为 ７和 ５ 分 ／
时即可完全 包裹质粒 Ｄ Ａ Ｎ ．另 外 ， 此类 脂质 体与 Ｄ Ａ形 成 的复 合物 的粒径为 １０～２０ ｎ Ｎ ６ ２ ｍ，Ｚ ｔ ｅ ａ电位 为
中 图分 类 号
基 因治疗 （ ｅｅｔｅ ｐ ） Ｇ ｎ ｒ ｙ 是一 种将外 源性 遗传物质 导入 目的器 官 、 ｈａ 组织 或 细胞 ， 并显 示 出相应 的生 物学 效应 ， 而达 到防治疾 病 目的的技术 和方 法．基 因治疗 不仅 适用 于 单基 因缺 陷 的遗传 性 疾病 ，同 从 样适 用 于恶性肿 瘤 、 心脑血 管疾病 、自身免疫 疾病 和神经 内分 泌 系统疾 病 等多 基 因疾 病 以及 艾 滋病 等 重 大传染 性疾病 的 防治 ．然而 ， 因治 疗要作 为一 种常规 的治疗 方法被 使用 ， 基 还有很 多 问题 需要解 决 ， 重要 的就是 寻找高效 、 毒 的转 基 因载体 ．迄今 ，基 因载体 可 以分 为 病毒 载 体 和非 病毒 载 体 最 低 两大类 一 ．病毒 载体是 研究 最早 的转 基 因载体 ， 它具 有 细胞 穿透 力强 和转 染效 率 高 的优点 ，但 由于 存 在毒 性 、 免疫 原性及 严重 的安全性 等 问题 ，限制 了其大 规模 生产 和在 临 床治疗 中 的应用 ．与病 毒 载 体相 比 ， 非病 毒载体 具有低 毒 、低免疫 反应 、 源 基 因整 合 机率 低 、无 基 因插 入 片段 大小 限制及 使 用 外 简单 、制备方便 、 存容 易等优 点 ． 保
圆二色谱测定技术在小分子化合物与dna相互作用研究中的应用
圆二色谱测定技术在小分子化合物与dna相互作用研究中的应用圆二色谱测定技术是一种流式细胞仪技术，常用于研究小分子化合物与DNA 的相互作用。
在这种测定技术中，研究者会将小分子化合物和 DNA 混合在一起，然后通过圆二色谱测定仪进行测定。
圆二色谱测定技术的工作原理是将小分子化合物和 DNA 的相互作用过程转化为两种不同的颜色的变化。
通常情况下，小分子化合物会与DNA 相互作用，导致DNA 的结构发生变化。
在圆二色谱测定技术中，研究者可以通过观察这种颜色变化来判断小分子化合物与 DNA 之间是否存在相互作用。
圆二色谱测定技术在小分子化合物与 DNA 相互作用研究中有着广泛的应用。
例如，在药物研发过程中，研究者常常会使用圆二色谱测定技术来研究新药的作用机制。
在这种情况下，研究者可以使用圆二色谱测定技术来确定新药是否与 DNA 相互作用，从而更好地理解药物的作用机制。
另外，圆二色谱测定技术也可以用于研究致癌物质与 DNA 相互作用的过程。
这些致癌物质往往会对 DNA 的结构产生破坏，导致癌症的发生。
通过使用圆二色谱测定技术，研究者可以确定致癌物质与 DNA 的相互作用情况，进而更好地预防和治疗癌症。
此外，圆二色谱测定技术还可以用于研究基因突变对 DNA 的影响。
通过使用圆二色谱测定技术，研究者可以确定基因突变是否导致了 DNA 的结构变化，进而更好地了解基因突变对健康的影响。
总的来说，圆二色谱测定技术是一种非常有效的工具，可以用于研究小分子化合物与DNA 相互作用的过程。
通过使用圆二色谱测定技术，研究者可以更好地了解药物、致癌物质和基因突变对 DNA 的影响，从而更好地保护人类的健康。
圆二色谱测定技术的操作流程通常是这样的：1. 准备样品：将小分子化合物和 DNA 混合在一起，形成待测样品。
2. 标记样品：将样品中的小分子化合物和 DNA 分别标记为两种不同的颜色。
3. 进行测定：将标记好的样品放入圆二色谱测定仪中进行测定。
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•电化学法
电化学分析是根据物质在溶液中的电化学性质及其变化来确定其组 成与浓度的分析方法。DNA分子是一种具电活性的物质，其电活性是 由DNA碱基所引起的，其中只有G和A既可发生氧化反应又可发生还原 反应，而A的还原会破坏碱基间的氢键。因此DNA自身氧化还原的改 变主要源于G的氧化还原反应。一般认为，如果外源小分子与DNA发 生嵌插作用，小分子的峰电位正移；如果外源小分子与DNA骨架上带 负电荷的磷酸基发生静电作用，则其峰电位负移。
嵌插作用：即具有一定平面性的分子嵌入到DNA分子的双螺旋结构中， 与DNA碱基对发生作用。当小分子嵌插到DNA碱基对之间后，有的可以 直接抑制DNA复制与转录功能；有的则在经过进一步活化后，使DNA断 裂受损而影响功能。
•研究方法 随着小分子与DNA相互作用研究的不断活跃、深入, 研究方法也逐渐增多.目前, 小分子与DNA作用机理 及方式的研究大多应用荧光、紫外、圆二色谱、线 二色谱、共振拉曼光谱、伏安分析法、电位法、电 化学发光法等手段. 可将其归纳为光谱法和电化学 法.
•作用方式
小分子与核酸结合的部位是核酸的碱基、磷酸骨架 和戊糖环。核酸由平行堆积的碱基、聚合的阴离子 磷酸骨架以及两条由核酸链形成的大沟、小沟组成 了小分子的结合位点
静电作用：是通过药物小分子上带正电荷的基团与DNA双螺旋链上 带负电的磷酸骨架之间的一种库仑力，这种结合是一种非特异性 相互作用，静电作用没有选择性。 沟槽作用：即活性小分子与DNA双螺旋结构中的大沟槽或小沟槽的 碱基对发生相互作用。这种结合的作用力是小分子与DNA沟区碱基 之间的氢键作用、疏水作用及π电子相互作用的综合结果。
•光谱法
小分子与DNA相互作用后, 其结构和化学性质会发生变化, 根据这些结构 和性质的改变可以判断它们之间的作用方式, 进而阐述其作用机理.常用 的光谱学研究法有紫外可见吸收光谱和荧光光谱
•紫外可见吸收光谱 小分子与DNA的相互作用会引起吸收带的红移(或蓝移)现 象或增色(或减色)效应.尤其是以嵌插方式结合的分子, 光 谱变化会更大, 并且黏度增大, 熔点升高. 在260 nm左右 有最大吸收峰, 可以作为DNA及其组分定性和定量测定的 依据 •荧光光谱法 根据相互作用前后荧光强度的变化，对二者作用模式进行判断。溴 化乙锭(EB)是较为常用的探测DNA结构的荧光探针, 被广泛应用于 抗癌药物的筛选和小分子与DNA作用的研究 小分子与DNA作用时使EB-DNA体系的荧光发生变化, 所以 测定 体系的荧光变化就可辨别药物分子是否与DNA作用以及以何种方 式作用
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小分子与DNA相互作用研究
Studies on the Interaction Between Small Molecule Compounds and DNA
•核酸是生物体的重要组成物质
•储存着大量的遗传信息 •与生物的生长、发育和繁殖等重要的生命活动以 及癌变等异常生命活动息息相关
许多小分子与DNA相互作用后不同程度地导致DNA分子结构与 功能的变化, 进而对DNA的基因调控和表达功能产生影响. 研究生物小分子与DNA之间的相互作用, 在医学、药学及生物 学等领域都具有十分重要的意义
•黏度法
黏度法是研究DNA与小分子作用的常用方法。一般认为DNA的黏度增 大是分子以嵌插作用与其结合的重要依据之一，分子嵌入DNA双螺 旋内部，会使DNA的分子量显著增大，DNA的长度相对加长，相对黏 度随之明显升高。反之，当药物分子以静电结合或沟槽结合的方式 与DNA结合时，DNA的黏度无明显变化。