基于生物热力学方法的芳杂环甾体抗肿瘤药物与端粒DNA相互作用机制研究

Based on the specific bioactivity of the steroids bearing aromatic rings and heterocycles, the antitumor drugs of these steroids bearing aromatic rings and heterocycles have attracted great attentions recently. The systematically investigation of the interactions between the antitumor drugs of steroids bearing aromatic rings and heterocycles antitumor drugs and telomere DNA is of great importance to illuminate the function and the antitumor mechanism of these drugs. In this project, biothermodynamics approaches, spectroscopic methods, electrochemical methods and molecular docking technique are used to investigate the interaction between the antitumot drugs of steroids bearing aromatic rings and heterocycles antitumor drugs and telomere DNA, which can further study the changes of telomere DNA both through structure and function. Furthermore, some important thermodynamic parameters, spectral and electronchemical properties can be obtained, and the structure-activity relationship between these drugs and tolemere DNA can also be established. Most important, the function and the antitumor mechanism will be revealed deeply, which can help to design, develop and screen the antitumor drugs of steroids bearing aromatic rings and heterocycles with high-quality and new style.

芳杂环甾体抗肿瘤药物以其独特的生物活性而备受研究者们的青睐，运用生物热力学方法从分子水平上研究芳杂环甾体抗肿瘤药物与端粒DNA的相互作用机制，对阐明芳杂环甾体抗肿瘤药物的功能及抗肿瘤机制具有重要意义。本项目采用生物热力学方法、光谱法、电化学法及分子模拟技术等多种方法相结合，在分子水平上，从结构和功能上系统研究芳杂环甾体抗肿瘤药物与端粒DNA相互作用及所导致的对端粒DNA本征性能及空间构型的影响，获取芳杂环甾体抗肿瘤药物与端粒DNA相互作用的热动力学参数及光谱学和电化学特征，建立芳杂环甾体抗肿瘤药物与端粒DNA相互作用的构效关系，深入揭示芳杂环甾体抗肿瘤药物的功能及其抗肿瘤机制，有效指导以端粒DNA为靶标分子的高效、新型芳杂环甾体抗肿瘤药物的设计、研发及筛选。

芳杂环甾体抗肿瘤药物以其独特的生物活性而备受研究者们的青睐，运用生物热力学方法从分子水平上研究芳杂环甾体抗肿瘤药物与端粒DNA的相互作用机制，对阐明芳杂环甾体抗肿瘤药物的功能及抗肿瘤机制具有重要意义。本项目采用生物热力学方法、光谱法、电化学法、核磁共振波谱及分子模拟技术，系统研究了芳杂环甾体抗肿瘤药物与端粒DNA相互作用及其所导致的对端粒DNA本征性能及空间构型的影响，获取了芳杂环甾体抗肿瘤药物与端粒DNA相互作用的热动力学参数及光谱学和电化学特征，建立芳杂环甾体抗肿瘤药物与端粒DNA相互作用的构效关系。实验结果表明，芳杂环甾体抗肿瘤药物能采用末端π-π堆积方式与端粒DNA结合，结合后形成的配合物能进一步稳定端粒DNA的G-四链体结构，进一步增强端粒DNA的生物活性。芳杂环甾体抗肿瘤药物能选择性的堆积在G-四链体端粒DNA的3’端G-四分体平面，从而阻止G-四链体/血红素复合物的过氧化物酶催化活性。空间位阻越小的芳杂环甾体抗肿瘤药物与端粒DNA的结合能力越强，端粒DNA的G-四链体结构及其生物活性能较大程度的保留和维持。这些结果可促使人们在分子水平上对芳杂环甾体抗肿瘤药物的功能及其抗肿瘤机制有更全面的认识，为以端粒DNA为靶标分子的高效、新型芳杂环甾体抗肿瘤药物的设计、研发及删选提供有效指导。该项目的相关研究工作共发表SCI源刊论文9篇，其中影响因子>3.0的6篇，获授权国家发明专利2项。