自20世纪70年代Rosenberg发现顺铂具有抗细胞增殖活性以来,顺铂一直是肿瘤化学疗法中最为有效的药物之一。然而顺铂存在着水溶性差,毒副作用大和耐药性等缺陷,在一定程度上限制了其应用,为了克服这些不足,人们设计开发了许多种类的铂类配合物,包括修饰其离去基团的卡铂类配合物,修饰载体配体的奥沙利铂类配合物,以及在轴向位置上进行修饰的铂(ⅣV)类配合物。基于对铂类配合物作用机理和耐药机制的不断深入研究,铂类药物被发现在进入体内之后,会与许多含硫生物分子发生相互作用,这些相互作用会影响铂药的吸收、转运、药效和排出等多方面生理过程。还原性谷胱甘肽是细胞内普遍存在的含硫生物分子,在机体防御体系中起着重要作用,能与外源物质或重金属离子结合形成复合物,从而起到解毒的作用。由于谷胱甘肽含有巯基、氨基、羧酸、酰胺等多种配位基团,是研究生物分子与铂类配合物之间相互作用较理想的模型。研究DNA和含硫生物分子与铂配合物的相互作用对于探索铂类化合物在体内生理功能和毒性机理有重要意义。本论文以铂(Ⅱ)和铂(Ⅳ)配合物为研究对象,开展了以下相关工作:首先,以奥沙利铂为研究对象,使用液质联用方法,分别检测了奥沙利铂与鸟苷酸、谷胱甘肽的结合产物,共确认了 9个反应产物。其中,Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅵ、Ⅷ和ⅨX为首次报道的反应产物,产物Ⅱ、Ⅲ、Ⅷ和Ⅸ为反应中间体,对产物Ⅰ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ进行了定性定量测定。通过实验发现,奥沙利铂较顺铂而言,其1,2-环己二胺配体基团是稳定的,没有发生如顺铂的氨基配体被取代的现象。奥沙利铂与DNA的结合产物以双功能加合为主,其单功能加合产物为反应中间体。奥沙利铂与DNA的结合产物并不稳定,能够继续被亲核试剂谷胱甘肽所取代。谷胱甘肽能够与奥沙利铂形成双结合产物Ⅶ,该产物能够向桥环产物V转化。研究表明谷胱甘肽参与奥沙利铂与鸟苷酸的反应主要通过两种方式进行,一是与鸟苷酸竞争消耗活性铂配合物,二是取代结合在铂单元上的鸟苷酸分子。其次,选择课题组前期研究的具有较好抗肿瘤活性的桥环铂(Ⅱ配合物2a为研究对象,利用HPLC-MS方法,研究了该位阻型化合物与DNA和谷胱甘肽的作用机制。研究结果表明桥环二胺配体虽然不能够阻止谷胱甘肽与鸟苷酸共结合到铂单元上,但能够明显抑制谷胱甘肽对鸟苷酸的取代反应。由于桥环二胺的位阻效应,谷胱甘肽对鸟苷酸的取代活性被降低。位阻基团的引入不仅降低了铂配合物与谷胱甘肽的反应活性,而且增加了铂与DNA加合物的稳定性。在上述研究的基础上,设计和合成了以(1R,2R)-N1-甲氧基苄基-1,2-环己二胺为配体的15个具有空间位阻的铂(Ⅱ)配合物。采用MTT方法对合成的铂(Ⅱ)类配合物进行了初步体外细胞毒活性研究,当离去基团为氯离子时,配合物1-3的细胞毒活性优于或相当于顺铂和奥沙利铂。利用人胃癌细胞SGC7901和顺铂耐药细胞SGC7901/CCDP考察时发现,配合物1-3的耐药指数在0.59-0.91范围内,具有克服顺铂耐药的潜力。鉴于配合物1在体外细胞毒活性研究中表现出的优势,对该配合物进行了其它生物实验的研究,包括:凝胶电泳、细胞摄取、细胞周期、细胞凋亡和Western blot测试。研究表明配合物1在与DNA的作用强度以及细胞摄取量上要明显弱于其先导化合物——奥沙利铂。诱导细胞凋亡的通路与其先导化合物一致,是内源性线粒体通路,但诱导凋亡能力要弱于顺铂,略强于奥沙利铂。利用HPLC-MS技术,研究了配合物1与鸟苷酸的相互作用,结果表明配合物1以单功能加合物为主要产物,与位阻型配合物2a以及其母体化合物奥沙利铂等双功能配合物有显著的差别,解释了凝胶电泳实验中配合物1与DNA的作用强度最弱的情况。研究了在含硫生物分子存在下,配合物1与鸟苷酸的相互作用。实验数据表明配合物1与DNA的结合十分稳定,而在相同情况下,奥沙利铂存在产物之间的相互转换,从而弥补了配合物1细胞摄取低的缺陷,使其具有较强的细胞毒活性。针对铂(Ⅳ)类配合物的研究主要包括:配合物结构对其水溶液的稳定性、与DNA的相互作用和氧化还原反应的影响。在水溶液的稳定性方面,平面结构的载体基团对铂(Ⅳ)配合物影响较大,氨基为配体的化合物比反式1,2-环己二胺的稳定性弱;离去基团对其水溶液稳定性影响不大;轴向配体对其水溶液的稳定性影响最大。在与生物分子的相互作用方面,当溶液中加入GMP后,铂(Ⅳ)配合物水溶液的稳定性均出现下降,实验结果表明GMP并没有与铂(Ⅳ)配合物发生氧化还原反应,但有迹象表明GMP会与铂(Ⅳ)配合物的离去基团发生取代反应。谷胱甘肽对轴向位置上仅连接有羟基和氯原子铂(Ⅳ)类配合物的还原是瞬间发生的,当羟基和氯原子被其它小分子活性基团所取代时,还原反应的速率明显降低。谷胱甘肽对铂(Ⅳ)配合物的氧化还原反应速率要明显快于其它亲核试剂(如鸟苷酸)的取代反应速率。