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研究药物与DNA的相互作用,对阐明药物的作用机制、药代动力学以及药物的毒副作用都有非常重要的意义,因此倍受重视。在药物与DNA的相互作用研究中,分子光谱是简单而有效的常用方法。厚朴酚、和厚朴酚、丹参酮Ⅰ、丹参酮ⅡA、隐丹参酮以及乌头碱、新乌头碱和次乌头碱是具有显著药理活性的中药有效成分,但除丹参酮ⅡA外,其余化合物与DNA相互作用的分子光谱研究还未见报道。本文采用了荧光光谱法并辅助以紫外-可见光度法研究了这几种天然药物成分与DNA的相互作用,具体内容如下:
1.介绍了药物和DNA相互作用的基本理论,总结和评述了紫外-可见分子光谱法、分子荧光光谱法分析方法在研究药物和DNA相互作用中的应用情况。
2.以厚朴酚及和厚朴酚对EB-DNA的荧光猝灭和DNA对厚朴酚及和厚朴酚的荧光猝灭现象为依据,采用荧光光谱法并辅助以紫外光谱法研究了生理pH条件下这两个药物活性分子与小牛胸腺DNA(ctDNA)的相互作用。结果发现,厚朴酚及和厚朴酚与DNA相互作用后虽然没有引起明显的光谱位移,但一是导致了它们各自的紫外光谱发生了一定的减色效应,二是导致了厚朴酚、和厚朴酚以及EB-DNA体系产生了明显的静态荧光猝灭现象,证明了这两个药物分子与DNA之间发生了结合作用。通过DNA对厚朴酚及和厚朴酚的荧光猝灭现象以及厚朴酚及和厚朴酚对EB-DNA的荧光猝灭现象,采用荧光猝灭法的基本原理以及Scatchard分析方法,计算得到厚朴酚及和厚朴酚与DNA的结合能力的大小为:和厚朴酚>厚朴酚,结合方式以表面结合或沟槽结合的非插入结合方式为主,该结论由离子强度对DNA与厚朴酚及和厚朴酚相互作用的影响实验以及厚朴酚及和厚朴酚存在下DNA的熔点实验结果得到了进一步证实。
3.采用了荧光光谱法并结合紫外光谱以及离子强度的影响和DNA的熔点测定实验研究丹参酮Ⅰ、丹参酮ⅡA和隐丹参酮三个药物分子与小牛胸腺DNA在生理pH条件下的相互作用。结果发现,这三种丹参酮与DNA的相互作用导致了如下三种现象的产生:一是改变了它们各自的紫外可见吸收光谱,二是引起了这三种丹参酮自身荧光强度的增加,三是静态猝灭了EB-DNA体系的荧光强度,证明这三种丹参酮与DNA之间产生了结合作用。实验通过三种丹参酮对EB-DNA体系的静态荧光猝灭作用,采用荧光猝灭法和Scatchard模式分别研究了它们与DNA的结合常数以及结合方式。结果表明,这三种丹参酮与DNA的结合能力由大到小的顺序是:丹参酮ⅡA>丹参酮Ⅰ>隐丹参酮,结合方式既包含嵌插式又包含非嵌插式,但从离子强度对其结合的影响实验以及三种丹参酮存在下的熔点数据可以推测,表面的静电结合作用与嵌插结合方式不可能是主要结合方式,因此认为,与丹参酮Ⅰ、丹参酮ⅡA和隐丹参酮之间应该是以沟槽结合为主。
4.基于DNA对乌头碱、新乌头碱和次乌头碱的荧光猝灭现象,主要采用荧光光谱法并辅助以紫外光谱法,研究了生理pH条件下这三个药物活性分子与小牛胸腺的相互作用。紫外光谱研究结果表明,它们与DNA之间存在相互作用,但由于该相互作用没有引起显著的减色效应尤其是没有引起明显的光谱位移,因此推测不是以插入结合为主。荧光光谱研究结果表明,DNA对三个药物分子的荧光猝灭属于静态猝灭,是药物分子与DNA之间因为氢键或范德华力为主的相互作用发生了以表面结合及沟槽结合方式为主的相互作用的结果,且紫外和荧光光谱法都表明三个药物分子与DNA的结合能力的大小为:乌头碱>新乌头碱>次乌头碱。为进一步阐明DNA与乌头碱、次乌头碱及新乌头碱的相互作用方式,实验还研究了它们与EB-DNA相互作用的结合模式、离子强度对DNA与它们相互作用的影响以及单双链DNA与它们相互作用的情况。结果进一步证实了这三个药物分子与DNA的结合不是以插入模式或静电结合为主,而应该是以沟槽结合的非插入结合方式为主。