密度泛函法研究抗肿瘤钴配合物［Co(bpy)2L.docVIP

　　密度泛函法研究抗肿瘤钴配合物［Co(bpy)2L 【摘要】 目的 对系列抗肿瘤钴配合物［Co(bpy)2L］3+、［Co(phen)2L］3+(L=ip, pip) 的几何及电子结构与其抗肿瘤活性的关系进行理论计算研究。方法 在B3LYP/LanL2DZ水平上，采用量子化学密度泛函(DFT) 法进行计算。结果 具有较大面积的插入配体，及较低的HOMO与LUMO轨道能量间隙（ΔεL-H）有利于配合物与DNA的作用，从而增加配合物的抗肿瘤活性。结论 计算结果可为这类抗肿瘤配合物的分子设计与合成提供理论参考。 【关键词】 密度泛函法；电子结构；抗肿瘤活性；钴配合物 　　Abstract:Objective Theoretical studies on the relationship betetric structures, electronic structures and antitumor activities of a series of anticancer cobalt(III) plexes of ［Co(bpy)2L］3+and［Co(phen)2L］3+(L=ip, pip) ethod at B3LYP /LanL2DZ level. Results The plexes prove their DNAbinding affinities, thereby, increase the antitumor activities of plexes. Conclusion The structureactivity relationship of this series of anticancer cobalt(III) plexes had been discussed. The calculation results could be useful as theoretical references for synthesis and design of the analogous antitumor plexes. 　　Key or activity; Cobalt(III) plexes 　　自1969年顺铂（DDP，顺式二氯二氨合铂）被发现对肿瘤有强烈抑制作用以来，各国科学家投入大量工作研究合成了一批铂类抗肿瘤药物，从而开辟了金属配合物抗癌药物研究的新领域［1-3］。很多报道认为大部分抗肿瘤药物都是以DNA为靶标，药物分子与DNA的相互作用可引起细胞内DNA损伤，并抑制其复制，从而导致肿瘤细胞凋亡［3,4］。因此，金属配合物与靶分子DNA的键合是其具有药物活性的基础。药物分子与DNA的结合分为共价结合和非共价结合，其中非共价结合又可以分为静电结合、沟面结合和插入结合。一些具有平面芳香稠环结构的药物分子正是通过插入DNA令其构象发生改变，使其不能复制，从而显出抗肿瘤活性的，如抗癌药物阿霉素（adriamycin）就是典型的插入剂。 　　钌、钴类八面体多吡啶配合物结构相似，具有独特的DNA键合能力、良好的电化学、光化学性能和丰富的谱学性质，在DNA结构探针、DNA断裂试剂及抗肿瘤药物等方面都有着广泛的应用，目前已成为人们关注的热点［5,6］。虽然目前该类配合物的抗肿瘤机理还不十分清楚，但有研究表明，配合物与DNA的结合并致其损伤是其抗肿瘤活性的重要原因之一［7］。因而对过渡金属多吡啶类配合物的插入配体进行设计和修饰并研究其与DNA的键合规律，成为生物无机化学研究的热点。量子化学研究可从分子的电子结构水平上探索其结构与生物活性的关系，对指导药物分子设计、合成及其与DNA的作用机理分析具有重要的意义。 　　本文采用密度泛函法（DFT）［8］对具有抗肿瘤活性的［Co(bpy)2L］3+、［Co(phen)2L］3+(L=ip, pip)系列配合物与DNA的相互作用规律进行研究，探讨其几何结构、电子结构特征与抗肿瘤活性的关系，为研究该类配合物的抗癌机理及进一步的药物分子设计提供理论依据。 　　1 计算模型与方法 　　 　　如图1，Co3+与两个联吡啶(bpy)和一个咪唑并［4,5f］1,10邻菲咯啉(ip)或一个2苯基咪唑并［4,5f］1,10邻菲咯啉(pip)通过双氮配位分别形成八面体配合物1(［Co(bpy)2ip］3+) 或配合物2(［Co(bpy)2pip］3+)；Co3+与两个1,10-邻菲咯啉(phen)和一个ip或一个pip配体通过双氮配位分别形成配合物3(［Co(phen)2ip］3+) 或配合物4(［Co(phen)2pip］3+)。配合物1～4均无对称性，把环平面较大的配体ip和pip称为主配体或插入配体，而把环平面较小的配体bpy和phen称为辅助配体。运用G0