DNA脱碱基位点的药物小分子识别：电化学研究及其作用模式分析

本项目拟研究药物小分子对DNA脱碱基位点的识别及其作用模式，这是一种小分子作用于DNA的新的识别结合模式。基于脱碱基位点的结构特点，拟研究的药物小分子的识别能力表现在：药物小分子对脱碱基位点有强的结合能力，而对结构完整的DNA结合很弱或没有结合。以人类p53基因片段为例，拟采用电化学方法并结合谱学技术研究具有氢键结构及环平面结构的蝶呤小分子药物对DNA脱碱基位点的识别特异性, 同时阐明小分子结构上的微小变化(取代基团的大小、种类、亲/疏水性等)以及DNA脱碱基位点附近序列的变化(氢键未配对碱基)对结合的影响, 阐明识别作用模式。这种小分子作用模式将不同于广为人们所熟知的静电、嵌入、沟槽结合模式。DNA脱碱基位点以一定的浓度真实存在于活体中，因此阐明药物小分子对其的识别作用将对正确理解药物小分子在基因水平的影响及基于新作用靶点的新型药物开发具有重要意义。

研究了有机小分子及贵金属纳米簇对DNA脱碱基位点的识别及其作用模式。这是一种不为人们所广泛注意的探针选择性识别DNA的结合模式, 其识别特征表现为：对脱碱基位点结构有强的结合能力，而对结构完整的DNA结合很弱或没有结合。以人类p53基因片段为模型，采用激发态电化学方法并结合谱学技术研究了黄酮类化合物、异喹啉生物碱、吩嗪类染料、苯并噻唑类染料、银纳米簇等探针对DNA脱碱基位点的识别特异性, 研究了这些探针结构上的微小变化(取代基团的大小、种类、取代位置、亲/疏水性等)以及DNA脱碱基位点附近序列的变化(氢键未配对碱基、侧翼碱基等)对结合的影响, 表明脱碱基位点大小及碱基序列对探针的结合起决定作用。研究了探针分子在脱碱基位点结合后的光物理性质，发展了荧光增强型脱碱基位点识别新方法及DNA单核苷酸多态型分析新方法。此外，研究了以DNA为模板，合成荧光性的金、铜纳米结构，这些纳米结构探针也有望在DNA识别方面得到广泛应用。这种脱碱基位点识别模式不同于广为人们所熟知的静电、嵌入、沟槽结合模式；且DNA脱碱基位点以一定的浓度真实存在于活体中，因此阐明具有药用价值的小分子对其的识别作用对正确理解药物小分子在基因水平的影响及基于新作用靶点的新型药物开发具有重要意义。