实现对DNA特定碱基序列特异性识别与定点切割是21世纪化学生物学研究领域的重要课题,它对于理解生命和遗传的化学过程,促进基因选择药物的研究具有重要的学术意义。针对癌细胞的端粒DNA随分裂不缩短,而使癌细胞"永生"的特点,本项目选择人体端粒DNA的5′-(TTAGGG)n-3′重复序列为靶点,设计合成对端粒DNA具有识别功能的光引发活性切割分子, 发展高效的新型DNA切割分子;用时间分辨光谱研究识别分子、切割分子与端粒DNA相互作用的瞬态结构变化,揭示特异性识别和专一性切割的微观过程和机理;研究DNA切割分子对细胞凋亡、永生的影响和调控。在分子与细胞水平上研究DNA识别与切割的特性及规律。
本研究成功的将多聚酰胺识别分子引入到DNA切割剂中,构建了不同结构的新型光引发活性DNA切割剂,并对其切割性能进行了系统的研究,其主要研究成果如下 1.重氮类光引发活性DNA切割剂的研究将多聚酰胺与重氮类切割剂相连合成新型的光引发活性DNA切割剂;并运用琼脂糖电泳研究了三种重氮类切割剂对DNA的切割作用。实验结果发现,多聚酰胺的引入显著增强了重氮类切割剂的切割活性。 2.卤苯类光引发活性DNA切割剂的研究通过以不同的方式连接卤苯基团和多聚酰胺片段,成功地合成了三个系列六种新型DNA切割剂;并比较了它们的切割活性,研究发现溴苯连接在多聚酰胺的N端具有最高的切割活性。并运用ESI-MS研究了卤苯类切割剂的切割机理。 3.[Cu(OP)2]+类DNA切割剂的研究将多聚酰胺引入到[Cu(OP)2]+类切割剂中,成功地合成了[Cu(OP)2]+-多聚酰胺类切割剂。并选择人体端粒的重复序列和其互补链形成的双螺旋DNA为靶标,运用质谱方法研究了此类新型切割剂对双螺旋DNA的切割作用。研究结果显示该类切割剂可以选择性的切割端粒DNA。