吲哚喹啉生物碱衍生物与DNA作用研究摘要通过紫外可见光谱研究了一系列新型的吲哚喹啉生物碱衍生物与DNA的作用方式，表明了该化合物与DNA具有良好的嵌入作用，为该类化合物具有良好的抗肿瘤效果提供了可能的作用机理。关键词吲哚喹啉生物碱衍生物DNA作用机制嵌入作用抗癌药吲哚喹啉生物碱是自然界比较稀少的生物碱，而quindoline和Cryptolepine(图1)是这一家族的最好代表，这两个化合物分别在1977年和1929年从西非的植物Cryptolepissanguinolenta中分离出来[1]。吲哚喹啉生物碱具有广泛的生理特性，包括hypotensive、antipyretic、antimuscarinic、antibacterial、antiviral、antihyperglycemic等等[2]。研究表明Cryptolepine是一种有效的DNA拓扑异构酶II抑制剂，能够抑制B16黑素瘤的DNA合成[3]。图12002年JohnN.lisgarten应用单精衍射法研究了Cryptolepine与DNA片断d(CCTAGG)2的作用，发现Cryptolepine以π-π堆积方式嵌入到片断的嘧啶碱基之间，这是第一个小分子与DNA嘧啶-嘧啶不变序列嵌入作用的单晶结构[3]。临床使用的许多抗癌药物如阿霉素都是与DNA有较强的嵌入作用[4]。这类DNA嵌入剂抗癌药物能够牢固地，又可逆地嵌入DNA双螺旋，但它们对结构有特定的要求，具有一些共同的结构特征。首先，它们都具有一组或多组非簇状线性稠和芳环（不少于3）。小分子的发色团就有足够的面积进行嵌插结合，而且要求稠环呈平面，易于插入DNA碱基对。但这不能产生充分有效的抗癌活性，即使它具有嵌入作用的能力。如果想有良好的抗癌活性，在小分子发色团的适当位置连上一条（或几条）侧链是很必要的，而且侧链上能够形成正电荷中心；而对正电荷中心的距离、位置和pKa值也有严格的要求[5]。因为带正电荷的侧链从DNA的沟槽接近DNA，刚好能与呈电负性的DNA磷酸骨架通过静电作用。对于中性发色团的小分子，一般有一条（或几条）带正电荷的侧链[6]；如果发色团本身带正电荷，一般带一条（或几条）位阻较大的侧链（EB，amsacrine）。可以推测，这些侧链对DNA和药物的复合物有额外的稳定作用，同时影响药物与DNA结合的动力学过程[7]。我们根据上面的理论，以吲哚喹啉生物碱为母体合成了一系列的吲哚喹啉生物碱衍生物，并系统研究了化合物Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ与DNA的相互作用（图2）。NHNHNN¢ñNOHNN¢òNHNHNN¢óNONHN¢ô图21实验部分1.1试剂与仪器吲哚喹啉生物碱衍生物化合物是根据本实验室的合成方法合成的，均通过NMR、IR、FAB质谱表征，合成的化合物都是色谱纯的。小牛胸腺DNA是Sigma化学公司的产品，其它试剂均为分析纯，是广州试剂一厂的产品。紫外可见吸收光谱是在UV-2501PC型紫外光谱仪上测定的；溶液pH值由OrionModel720ApH计所确定，所用的溶液为双蒸水。1.2.实验方法1.2.1溶液的配置（1）0.1MpH7.4Tris-HCl缓冲溶液配置：向500mL0.1M三-羟甲基-胺基甲烷水溶液中缓慢滴加0.1MHCl水溶液，混匀，用pH计调节溶液pH值至7.4。（2）DNA溶液的配置：称取适量的小牛胸腺DNA溶于缓冲溶液中，抽滤，滤液按需要稀释到一定浓度，测量260nm和280nm处吸收值，经UV谱检验A260/A280＝1.8~1.9，表明基本上不含蛋白质，纯度符合要求。DNA浓度以碱基对摩尔浓度计，测量DNA在260nm处的吸收光度，然后根据260nm的吸光系数6600M-1cm-1来确定DNA浓度为1.102×10-3mol/L（3）样品溶液：称取一定量各种待分析样品成盐后用缓冲溶液定容。1.2.2吸收光谱滴定在紫外可见光谱仪中，向参比池中加入缓冲溶液，在样品池中加入同样体积的5×10-5molL-1的样品溶液。用微量进样器每次往参比池和样品池加入相同体积的DNA溶液，使DNA与样品浓度比值不断增加，直至饱和，样品的吸收峰不再减色。2结果与讨论2.1化合物溶液性质2.1.1化合物不同浓度时的存在形式化合物具有一组或多组稠和芳环，它们在一定浓度时可能通过π－π堆积而形成二聚或多聚，所以我们应用吸收光谱滴定进行观察。在紫外光谱仪中，向参比池中加入一定的缓冲溶液，在样品池中加入一定体积的样品溶液，不断增加样品的浓度，直到饱和，样品的吸收峰不色。数据处理可知化合物在c≥4.64×10-5molL-1时以双分子形式存在，在c<4.64×10-5molL-1时以单分子形式存在，可以保...
