基本信息
- 項目名稱：
- 一種新型雙核銅(Ⅱ)配合物的DNA斷裂及抑瘤活性的研究
- 小類：
- 生命科學
- 大類：
- 自然科學類學術論文
- 簡介：
- 作品針對一種新型雙核銅配合物的生物學活性進行了研究，研究發(fā)現其對DNA具有切割活性并且能夠抑制腫瘤的生長。有助于新型抗腫瘤藥物開發(fā)中先導化合物的確立。
- 詳細介紹：
- 核酸是生物體的重要組成物質，在它的堿基對中儲存著遺傳信息，與生物的生長、發(fā)育等正常生命活動以及癌變、突變等異常生命活動相關。因此研究DNA的結構與功能的關系，將有助于人們從分子水平上了解生命現象的本質，并從基因水平上理解某些疾病的發(fā)病機理，從而使通過分子設計尋找有效的治療藥物成為可能。 對核酸的特定位點斷裂和損傷修復是分子生物學和生物工程首先要解決的問題之一。目前斷裂核酸的工具酶主要是70年代發(fā)現的限制性內切酶。但多數生物酶價格昂貴且穩(wěn)定性差 ,造成了使用酶的成本升高 ,不能大范圍地使用。因此，近20年來，以過渡金屬配合物作為核酸模擬酶的研究成為生物無機化學領域的熱門課題之一。這一類化合物良好的DNA切割活性和穩(wěn)定性使它們在作為DNA構象變化探針、作為DNA光解試劑和足跡試劑、選擇性控制基因表達和調控基因生物活性、研究抗癌藥以及特效的化學治療藥物等方面具有廣闊的應用前景。 一種由血卟啉環(huán)作為配基的銅配合物——PHOTOFRIN?（porfimer sodium）（Chakravarty A.R. ,2006），已經在光動力療法（Photodynamic Therapy）中被用來治療肺癌和食道癌。 作品研究了一種新型含銅配合物（(C15H23Cu2N8O)∞，分子量：(456.06)n）在不同環(huán)境條件下斷裂DNA的效果和作用機理以及抑瘤活性。力求找到一種具有DNA切割活性的金屬配合物，并為開發(fā)其抑瘤功效奠定基礎。
作品圖片
作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 首先，我們將化合物溶液與質粒進行溫育，接著進行瓊脂糖凝膠電泳，通過設置化合物濃度、時間和pH梯度，改變光照條件，添加β-巰基乙醇、雙氧水，添加DMSO、碘化鉀、D-甘露醇進行了化合物濃度、時間、pH、光照依賴性實驗，并對DNA斷裂機理進行了研究。 其次，我們將化合物溶液加入生長旺盛的A549細胞中進行培養(yǎng)，通過MTT抑瘤率檢測，吖啶橙染色研究了該化合物在細胞內的作用情況。
科學性、先進性及獨特之處
- 作品以國外該領域的部分優(yōu)秀文獻為參考，采用以質粒DNA為切割對象，以瓊脂糖凝膠電泳為檢測手段，以SC型DNA轉化為NC型和L型DNA為判斷依據的方法，研究了一種新型金屬配合物斷裂DNA的活性。 同時，作品突破以往類似研究僅僅進行DNA斷裂活性檢測的局限，進一步進行了化合物的細胞內活性檢測。通過簡單、快速、經濟、客觀的MTT法檢測了藥物的抑瘤效果。
應用價值和現實意義
- 該作品為研究獲得一種具有良好DNA切割活性和穩(wěn)定性的核酸模擬酶，替代昂貴且穩(wěn)定性差的內切酶奠定了基礎。 此外，此新型金屬配合物在作為DNA構象變化探針、作為DNA光解試劑和足跡試劑、選擇性控制基因表達和調控基因生物活性等方面具有廣闊的應用前景。 更重要的是，作品研究的新型金屬配合物有望在抑制腫瘤生長中發(fā)揮重要作用，從而為癌癥病人的康復帶來福音。
學術論文摘要
- 實驗研究了新型雙核銅（Ⅱ）配合物—（C15H23Cu2N8O）∞的DNA斷裂活性和抑瘤活性。首先將（C15H23Cu2N8O）∞與質粒混合后，以濃度、光照、時間、pH為變量進行條件依賴性檢測。結果表明：該配合物在100uM 時，10分鐘后就可顯示斷裂活性；在pH值7.8-8.2的弱堿性環(huán)境中，該配合物的斷裂活性較強。進而研究氧化、還原劑對其斷裂活性的影響：在H2O2 存在的情況下，該配合物的斷裂活性明顯提高，其斷裂機理主要是通過產生·OH對DNA進行氧化斷裂。體外培養(yǎng)的A549細胞引入化合物，用MTT法檢測抑瘤活性發(fā)現，其半數致死濃度為50uM。吖啶橙染色法證實該化合物可通過誘導A549細胞凋亡來抑制腫瘤細胞生長。
獲獎情況
- 無
鑒定結果
- 無
參考文獻
- [1]Nagihan Saglam, Ahmet Colak, Kerim Serbest,et al. Oxidative cleavage of DNA by homo- and heteronuclear Cu(II)-Mn(II)complexes of an oxime-type ligand. BioMetals.2002,15: 357-365 [2]Akhil R Chakravarty. Phptocleavage of DNA by copper(Ⅱ) complexes .J.Chem.Sci.，2006,118(6):443-453 [3]Zhang, S.C.Oxidative Cleavage of DNA by a Novel Dinuclear Copper Complex in the Presence of H2O2 .Chinese Journal of Inorganic Chemistry, 2006,22(9):1733-1739 [4]Zhou P.H, Yang P. Cleavage of DNA by a New Mixed-ligand Cu(Ⅱ) Complex Chinese Chemical Letters.2005,16(1):81-84 [5]M.Lainé，F.Richad，E.Tarnaud，et al. Synthesis of novel types of copper-bipyridyl porphyrins and characterization of their interactions and reactivity with DNA.J Biol Inorg Chem.2004,9:550-562 [6]Koushik Dhara,et al.Synthesi,crystal structure,magnetic property and oxidative DNA cleavage activity of an octanuclear copper（Ⅱ） complex showing water-perchlorate helical network.Journal of Inorganic Biochemistry.2007,101:95-103
同類課題研究水平概述
- 近些年來，對于具有斷裂DNA活性的金屬配合物的研究成為生物無機化學領域的熱點。此類配合物與昂貴且穩(wěn)定差的限制性內切酶相比具有純度高、易保存、造價低、使用方便、生產周期短等優(yōu)點。此類化合物在作為DNA構象變化探針、作為DNA光解試劑和足跡試劑、選擇性控制基因表達和調控基因生物活性、研究抗癌藥以及特效的化學治療藥物等方面具有廣闊的應用前景。 在國外，一種由血卟啉環(huán)作為配基的銅配合物——PHOTOFRIN?（porfimer sodium），已經在光動力療法（Photodynamic Therapy）中被用來治療肺癌和食道癌。此外，仍有大量類似化合物仍在實驗研究中?？v觀研究現狀，大多數研究僅僅停留在研究斷裂質粒DNA活性的階段，進一步在細胞內復雜環(huán)境中的研究較少。 國內，此類研究較少，相關領域還有待科研工作者的探索。
