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小分子与DNA相互作用研究


•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。
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