中文摘要：

本项目根据葡萄球菌核酸酶的结构设计合成一系列含钙或锌离子配位单元，同时含羟基或咪唑等一般碱基的双胍基核酸酶模型化合物。用核磁共振滴定和量热滴定测定它们与金属离子和磷酸酯底物的稳定常数,用核磁二维技术确定其溶液结构,X-射线测定晶体结构。用高压液相色谱测定它们催化水解磷酸对硝基苯酚二酯的反应动力学，研究它们的结构与水解速率的关系，据此筛选出催化效率较高的模型化合物，将它们作为人工核酸酶，用凝胶电泳法分析它们催化单链和双螺旋DNA的水解情况，用核磁共振技术进一步研究它们水解DNA的动力学，推断反应机理。预计获得高效催化水解DNA的人工核酸酶。如果将它和能识别DNA某个序列的识别体系连接，就能高效序列定点水解切割DNA,这对医药事业和分子生物学具有重要意义。，

结论摘要：

人工核酸酶在分子生物学技术和新药研究开发有极重要的应用。根据葡萄糖菌核酸酶的结构我们成功设计合成鉴定了三个系列的核酸酶模型化合物，它们是含有两亇胍乙基或既有胍乙基又有羟乙基的三氮杂、四氮杂冠醚或开链氮杂冠醚，其中羟基用作进攻DNA磷酸二酯键的亲核基团，胍基起识别、键合和活化磷酸二酯键的作用。用凝胶电泳、ESI-MS、CD光谱等研究了这些人工核酸酶对DNA磷酸二酯键的切割效率、切割反应动力学和反应机理。结果表明它们以及其锌或铜配合物都能将质粒超螺旋DNA切割成切口开环和线性DNA。特别是含胍乙基和羟乙基侧臂的三氮杂冠醚配体在生理条件下表现最佳的切割能力，动力学数据表明符合米氏方程，具有酶催化特征，kmax为 0.160 h-1 ,是DNA未催化的10000000倍。这是磷酸酯人工合成受体无金属切割DNA二酯键的第一个例子。研究结果表明反应加速是由于侧臂胍基对二酯键的亲电活化和亲核性羟基与反应位点的邻近，其切割是相继的磷酯转移机理和水解机理。合成的人工核酸酶化合物的细胞内生物活性研究表明具强烈的抗癌活性(IC50 =1.19×10-5 M)。