黄酮类化合物与DNA及其组成碱基的相互作用研究-物理化学专业毕业论文.docxVIP

浙江大学硕士学位论文摘 浙江大学硕士学位论文 摘 要 脱氧核糖核酸(DhlA)是基本的生命物质，对一切生命现象都起着至关重 要的作用。在分子水平上阐明这些生物大分子与小分子、离子，特别是药物分子 的相互作用是当前生命科学、临床医学、药物化学及化学等众多领域的重要研究 课题。本论文主要研究了脱氧核糖核酸(DNA)及其组成碱基与黄酮类化合物 的相互作用，其主要内容由四个部分组成。 论文第一部分介绍了黄酮类化合物的结构、性质和生理活性，然后阐述了近 年来在生物大分子DNA与小分子相互作用研究领域的研究进展情况，归纳了生 物大分子DNA与小分子相互作用的方式及特点，总结了研究它们相互作用的所 采用的各种方法及仪器，说明了该研究对生物、医学及化学上的重要意义。 第二部分我们在LKB--2275型生物活性检测仪上采用等温滴定微量热法 (ffC)在298．15 K条件下研究了DNA组成碱基腺嘌呤、嘌呤、鸟嘌呤、嘧啶 和胞嘧啶等主体分子与1 1种黄酮类化合物的相互作用，得到了它们相互作用的 结合位点数、结合常数等结合参数和相互作用焓变、相互作用Gibbs自由能变化 和相互作用熵变等热力学参数。发现嘧啶、腺嘌呤、鸟嘌呤和胞嘧啶等DNA碱 基在与黄酮类化合物发生相互作用的时候，存在明显差别，即在与不同作用对象 作用时，这些DNA碱基的作用位点不同。通过分析这些相互作用的数据，得到 黄酮类化合物与腺嘌岭、瞟呤发生相互作用时，腺嘌呤上9位的氮原子、鸟嘌岭 上9位的氮原子和6位上的羰基，胞嘧啶中1位氮原子和2位羰基结构是主要作 用位点。研究中发现，由于空间位阻效应，含有较多羟基数目的黄酮类化合物， 如槲皮素、木樨草素、杨梅黄酮、芦丁与腺嘌呤的之间的芳香氢键作用大大降低， 但是这些黄酮类化合物却由于B环羟基与胞嘧啶和鸟嘌呤上的羰基形成分子间 氢键，从而相互作用加强，表现出较高的摩尔反应焓。 此外我们也应用了紫外可见光谱法研究了腺嘌呤、鸟嘌呤、嘧啶、胞嘧啶等 主体分子与黄酮类化合物的相互作用。发现嘧啶的加入使黄酮的吸收峰没有发生 变化，而腺嘌呤、鸟嘌呤和胞嘧啶的加入，使黄酮的吸收峰发生明显变化，说明 了DNA碱基分子通过N原子上的氢原子与黄酮类化合物发生作用。同时我们也 看到腺嘌呤和嘧啶与槲皮素作用后，槲皮素的吸收峰没有发生峰移，而胞嘧啶和 鸟嘌呤的加入，使槲皮素两处吸收峰发生明显变化。比较槲皮素和桑色素分别与 浙江大学硕士学位论文 浙江大学硕士学位论文 DNA组成碱基分子作用后吸收峰的变化，发现具有B环邻二羟基的槲皮素与胞 嘧啶和鸟嘌呤等的相互作用明显强于具有B环间二羟基的桑色素，从而证明了 黄酮类化合物B环羟基与鸟嘌呤和胞嘧啶的羰基形成了二氢键。 第三部分，我们也采用了等温滴定微量热法(rrC)研究了小牛胸腺DNA 和鱼精DNA分别与黄酮类化合物的相互作用，得到了它们相互作用的结合位点 数、结合常数等结合参数和相互作用焓变、相互作用Gibbs自由能变化和相互作 用熵变等数据。通过对它们进行分析和与腺嘌呤、鸟嘌呤和胞嘧啶等与黄酮类化 合物相互作用数据进行比较，得到了黄酮类化合物具有平面芳香结构，通过B 环平面结构插入DNA双螺旋结构中，而苯并吡晡-4．酮结构留在外面。黄酮类化 合物B环上的羟基与相邻碱基形成氢键，从而增强了插入作用。通过比较黄酮 类化合物与两种DNA作用的热力学数据，我们发现由于鱼精DNA类似A型DNA 构型，大沟窄而深，不利于黄酮类化合物的插入，因此鱼精DNA上的碱基没有 与槲皮素等黄酮类化合物形成氢键，因此摩尔反应焓小于小牛胸腺DNA。 第四部分是黄酮类化合物的应用部分，用混合流动微量热法测定了13种黄 酮单体清除超氧阴离子的摩尔反应焓。以摩尔反应焓的大小作为比较指标，对黄 酮体的结构与清除超氧阴离子活力之问的关系进行了探讨。实验结果表明随着苯 环上羟基数目的增加，黄酮类化合物抑制超氧阴离子的能力增强；同时c环中 c2—3双键和B环中邻二羟基(3，}二羟基)是清除超氧阴离子的主要活性部 位。 本研究工作通过选用不同结构的DNA及DNA组成碱基分子与不同结构的 黄酮类化合物作用，应用等温滴定微量热法、混合流动微量热法、紫外可见光谱 法和荧光光谱法研究它们的相互作用，测得了各种结合参数和相互作用热力学参 数，并且得到了在与不同黄酮类化合物作用时，这些DNA及其碱基的作用位点 不同的结论。 关键词黄酮类化合物，小牛胸腺DNA，鱼精DNA，等温滴定微量热，紫外可 见光谱，荧光光谱 2 浙江大学硕士学位论文 浙江大学硕士学位论文 ABSTRACT The essential biological materials‘——DNA has been playing many vital roles for a11 kinds ofbiologi