由白磷直接构建硫磷酸酯化合物以及紫外辐射下核酸对二肽的保护作用探究

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本论文主要涵盖两方面研究内容:(一)由白磷直接构建硫磷酸酯化合物;(二)紫外辐射下核酸对二肽的保护作用探究。第一部分:磷元素是与生命息息相关的重要元素,许多与生命活动密切相关的过程都有磷元素的参与。硫磷酸酯类化合物具有多种生物活性,例如杀虫杀菌、作为生长调节剂、抗胆碱酯酶药物等等,广泛应用于农业、功能材料、有机合成以及生物医药等领域。因此开发硫磷酸酯类化合物的合成方法具有重要的经济及社会价值。现如今,白磷(P4)仍然是生产有机磷化合物的主要商业P原子来源。传统构建C-S-P键是由P(O)X与相应的有机试剂反应,但是P(O)X对环境很不友好。从绿色化学的角度看,白磷无机分子易于操作并且原子经济性好,同时,在生产过程中可以避免高腐蚀性的氯化操作,因此以白磷来构建C-S-P键具有重要的理论及现实意义。在过去的70年中,化学家们也只发展了 5种由P4构建C-S-P键的方法。因此,本论文建立了一种由白磷(P4)和硫醇来制备P(SR)3和P(O)(SR)3的通用合成方法。该方法以KOH或K2CO3为碱,二甲基亚砜-甲苯为混合溶剂,芳基硫酚和烷基硫醇均能高产率的完成P(SR)3和P(O)(SR)3的制备。该合成策略具有如下特点:白磷中所有磷原子完全转化,原子经济高;该反应操作简单,空气条件下一锅一步完成反应;反应条件温和,室温条件就可以完成反应;环境友好,不使用高毒性溶剂;底物范围广,官能团耐受性好;而且,该方法适用于克级制备。第二部分:主要设计了一个基于二肽和核酸DNA在紫外辐射下相互作用的研究模型,以此角度初步探索前生源UV辐射条件下有机生物分子的生存演化过程。以苯丙氨酸二肽(Phe-Phe)、脯氨酸二肽(Pro-Pro)、赖氨酸二肽(Lys-Lys)、甘氨酸二肽(Gly-Gly)4种氨基酸二肽以及其同源的单链DNA(ssDNA):poly(dA)24、poly(dT)24、poly(dGGA)8 和 poly(dCCT)8;双链 DNA(dsDNA):poly(dA-dT)24和poly(dGGA-dCCT)8为研究对象,模拟了一个简单的UV辐射(254nm)环境,通过高效液相色谱-质谱联用、圆二色光谱等方法进行分析和检测,探究了在此条件下核酸对二肽的保护情况及其可能的保护机制。研究结果表明,对于结构中含苯环的Phe2和含有五元碳环的Pro2这两种二肽,在该波段的紫外辐射下比较敏感,能够受到损伤而较快速地发生降解,其中Pro2降解速度要慢于紫外更敏感的Phe2;在加入ssDNA或dsDNA的情况下,二肽的存活率都显著提升,表明ssDNA或dsDNA均能显著提高其对紫外的耐受性,对其具有保护作用,且dsDNA的保护作用强于ssDNA,而不同的ssDNA的保护作用效果之间存在一定的差异,这种差异与是否是该二肽的模板链或编码链没有直接关系。而对于Lys2和Gly2,其对紫外线较不敏感,ssDNA或dsDNA的存在也并没有对其紫外耐受性产生显著性影响。但上述研究体系中,二肽与DNA的相互作用较弱,目前,圆二色光谱实验结果并未表征出两者的相互作用,基于前人的研究基础,我们提出这种保护作用可能是由于肽和核酸之间环的堆积、沟槽嵌入等作用力使其更加稳定,而dsDNA的双螺旋结构提高了这种保护作用。与以往报道的小分子模式生物合成途径的研究工作相比,本研究选择以DNA链为掩蔽体研究肽的生存,为二肽在紫外辐射下的生存提供了一个新的研究角度。
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