铂基抗肿瘤药物如顺铂、卡铂、奥沙利铂等,被广泛应用于临床治疗。但该类细胞毒性药物会引起严重的毒副作用,易产生耐药性。近些年来,基于四价铂的前药策略引起了研究者的广泛关注,其中一类光活化的叠氮基四价铂前药因其黑暗条件下的稳定性及激发后更高的细胞毒性受到了极大的关注。然而,该类四价铂前药的光化学反应机理非常复杂,包含共价配位作用和活性氧氧化等方式,而且与底物相关性很大,对其作用机理和作用方式仍未能完全探索清楚。基于此,本文将以trans,trans,trans-[Pt（N3）2（OH）2（py）2]（1）为该类前药的代表,应用核磁共振波谱（NMR）和高分辨电喷雾质谱（HR-ESI-MS）研究其与核苷酸和氨基酸等生物靶点的反应,对它们的光化学反应产物进行分析和表征,并推测其可能的反应机理和作用机制。本论文的主要研究内容和结果包括:1、应用质谱对配合物1与鸟苷、腺苷、胞苷、胸苷和尿苷的相互作用进行了研究,结果表明在经可见光激活后,配合物1不仅能通过其还原后的二价铂物质与五种核苷上的碱基（分别对应的是鸟嘌呤（G）、腺嘌呤（A）、胞嘧啶（C）、胸腺嘧啶（T）和尿嘧啶（U））共价配位结合,而且还能通过光解产生的活性氧物种将相应的碱基氧化,特别是首次发现该类光活性四价铂对T和U的氧化,并推导了氧化产物形成的机理。依据其与不同核苷的反应活性,配合物1对核苷中碱基的亲和能力顺序为:G＞A、C＞＞U＞T,这与顺铂药物对碱基的亲和顺序具有明显的差异。核磁共振波谱结果同时进一步证实了在不同核苷上的主要配位位点分别是G-N7、A-N7、C-N3、T-N3和U-N3。2、应用质谱对配合物1与二核苷酸5′-Tp G和5′-Gp T相互作用进行了研究,结果表明在经可见光激活后,配合物1可与5′-Tp G和5′-Gp T反应生成单铂化、双铂化和三铂化DNA产物,这表明除了已知和公认的G-N7位点以外,T-N3和G-N1也可以与还原后的二价铂化合物配位。同时,光解过程中产生的活性氧物质均能将鸟嘌呤和胸腺嘧啶碱基氧化,且氧化生成的产物类型较单核苷的更加多样,这可能与DNA序列存在一定关系,同时对氧化产物形成的机理进行了推导。另外,我们在应用串联质谱分析配合物1与两种二核苷酸的结合位点时,在质谱碎裂过程中观察到了G-Pt-T的交联产物,这应该是在二级质谱碰撞池中产生的。3、应用质谱对配合物1与铂在蛋白质上的主要配位氨基酸位点（半胱氨酸、组氨酸、色氨酸、甲硫氨酸）的相互作用进行了研究,结果表明在经可见光激活后,与核苷的反应类似,配合物1不仅能通过其还原后的二价铂物质与半胱氨酸、组氨酸、甲硫氨酸等氨基酸共价配位结合,而且还能通过光解产生的活性氧物种将其氧化。特别是首次发现该类化合物对组氨酸的氧化,其与甲硫氨酸反应会生成独特的顺式蛋氨酸双螯合铂化产物。同时还发现配合物1对甲硫氨酸的亲和力远高于半胱氨酸,这一点与顺铂对含巯基的半胱氨酸结合更强有所不同。与色氨酸反应的实验结果表明,配合物1主要是通过光解释放的羟基自由基而不是单线态氧对色氨酸造成氧化。4、最后,我们对四价铂前药光活化后可能形成的DNA-Pt-蛋白质交联产物结合形式进行了研究,选取上述五种单核苷和短链寡核苷酸（5′-ATC-3′、5′-CTA-3′、5′-TCGCT-3′、5′-TmCGCT-3′和5′-TCGmCT-3′（mC为甲基化胞嘧啶碱基,为哺乳动物DNA甲基化最常见的形式））与上述四种氨基酸进行研究。结果表明,甲硫氨酸可以和所有五种核苷形成交联产物,组氨酸可以和除胸苷以外的四种核苷形成交联产物,半胱氨酸和色氨酸只与鸟苷形成交联产物。相对于半胱氨酸和色氨酸,甲硫氨酸和组氨酸更容易与碱基形成交联产物。蛋氨酸和组氨酸与5′-TCGCT-3′形成的交联产物与单独DNA的铂化产物相当,二级质谱鉴定铂在DNA上的位点为C2、G3和C4。甲硫氨酸与5′-CTA-3′、5′-ATC-3′形成的交联产物相对较少,铂与5′-CTA-3′、5′-ATC-3′上的结合位点经二级质谱鉴定分布是C1、T2、A3和A1、T2、C3。组氨酸不与5′-CTA-3′、5′-ATC-3′形成交联。这些结果表明G对配合物1的活性更高,更容易形成交联产物。综上所述,本论文研究了光活性抗肿瘤四价铂前药与氨基酸、核苷以及寡核苷酸等生物靶点的相互作用,分析表征了光化学反应的产物,探讨了其对不同生物靶点的共价配位结合能力、类型以及氧化作用和相关机理,这些研究结果将有助于进一步理解该类光活化抗肿瘤配合物复杂的反应机制,可为新型抗肿瘤前药的设计和开发提供重要的参考化学信息。