以重大疾病如疯牛病、老年痴呆症、帕金森氏病等神经退行性疾病、癌症、心脑血管病为对象,从分子层次、基因层次及细胞水平进行研究。总结金属离子及其化合物与金属蛋白的发病及治疗的关系。利用分子生物学方法,应用CD及荧光、紫外-可见的停流(stopped flow)方法以及现代飞秒激光方法研究金属蛋白中的电子转移及反应动力学过程,在优化实验基础上,对性能特殊的小分子配合物进行细胞毒理学研究。对获得具有高活性的抗癌、抗病毒等潜在药物则开展药物毒理学的研究,采用不同细胞株的模型进行吸收、转运等研究,测定药物对敏感及非敏感细胞株的IC50值;在经过细胞毒理实验优选后,对具有临床应用价值的候选药物进行动物实验检测。在理论上着重用量子化学、分子力学等计算识别位点及环境。通过对以上工作的研究,可为无机药物的改进设计,提出策略及指导思路。为开发具有临床应用价值的药物奠定基础。
我们重要研究结果可概括如下1)金属离子如Cu2+,Zn2+与老年痴呆症相关蛋白Amyloid结合后导致复合物失水,并且锌结合导致失水数目多于铜结合失水数目。为认识不同金属离子在蛋白病变过程中所起的不同作用提供新思路。2)beta-Amyliod可诱导DNA发生聚集;而主要起作用的是beta-Amyliod。金属离子如Zn2+;Cu2+可以阻止Amyliod诱导的DNA聚集过程。3)稀土氨基酸化合物在体温低盐可促使B-DNA转化为Z-DNA具有可逆性;可促进单链polyrA及polydA产生二级结构。4)单壁碳纳米管可诱导人类端粒序列形成i-motif结构;可促使DNA发生B-A转化并具有选择性;使单链RNA形成双链结构;对碳纳米管在癌症治疗中应用具有指导意义。5)细胞外稀土可结合在细胞表面金属感应蛋白,激活ERK信号转导过程。6)运用in-cell NMR技术研究了细胞内La3+与CaM的作用。7)AdoHcy酶与Cu(II)具有特异性结合,铜配合物通过AdoHcy水解酶影响细胞生物甲基化过程。8)模拟金属及其配合物对质子跨膜运输的调控作用。利用系列过渡金属配合物建立了模拟体系。