跨（人工/细胞）膜识别四链体DNA的荧光传感研究

四链体 DNA 结构、端粒酶活性与癌症等恶性疾病之间关系的发现为研究抗肿瘤药物提供了新的契机，已引起密切关注。随着研究向纵深发展，研发具有高效细胞膜通透能力的、细胞内选择性识别四链体DNA的分子探针十分迫切。提供此工具，不但可以进一步揭示癌症的形成机制，而且可以指导以四链体DNA为靶标的药物先导分子及其载体的设计，因此具有十分重要的意义。. 本项目设计、合成能够专一选择性识别、高灵敏度响应、较长发射波长的噻唑橙并吡啶喹啉类四链体DNA荧光配体。创造出其衍生的具有表面活性性能的荧光探针。研究其与四链体DNA之间的跨膜结合、荧光响应性能，以及研究其在细胞内对靶点的识别、结合、响应等作用，确立构效关系。此研究可以了解探针分子结构与其跨（人工/细胞）膜结合四链体DNA能力之间的构效关系，并对以四链体DNA为靶标的抗癌药物先导分子及其载体的设计提供生物学信息和指导意义。

富含鸟嘌呤碱基的 DNA 在阳离子诱导下通过 G 碱基间 Hoogsteen 氢键形成四集体进而堆积而成的四链体结构，称之为 G-四链体DNA（G4-DNA)。G4-DNA 结构与恶性肿瘤等疾病间关系被发现后，以之为靶点的小分子配体研究已成为化学生物学的一个重点方向，也是核酸靶标的抗肿瘤药物研究的热点之一。 . 本研究设计、合成了新型的吡啶喹啉类、萘酰亚胺类、咔唑类以及噻唑橙类化合物；研究了它们与G4-DNA 的结合以及荧光响应性能；其后将筛选出的性能优良的母体化合物改造成了具有表面活性性能的两亲型探针分子；最后测试了上述分子与G4-DNA的跨膜结合以及荧光响应性能，并探索了该分子的细胞成像性能。. 结果表明：1) 合成的噻唑橙(TO)衍生物在10nM 的浓度下就能够响应G4-DNA，展现了极高的灵敏度和结合能；在该浓度下对双螺旋DNA没有荧光响应，表现出选择性结合特征；2) 该结构衍生的两亲型分子经电导率等实验证实了其具有表面活性性能；其与DNA结合的响应灵敏度虽有所下降，但仍然具有较高的结合能；3) 此两亲型分子可以穿透人工模拟细胞膜(EYPC囊泡)，并与膜外G4-DNA发生结合作用，其荧光响应随时间增长而逐渐增强。细胞成像实验也表明该分子具备穿过细胞膜的能力，能够对细胞核内的核酸进行染色。