小分子化合物与DNA和HSA的作用研究对于开发生物制药和抗癌药物具有重大意义。过渡金属配合物因其能与DNA相互结合并促使DNA断裂而得到了广泛研究。水溶性咔咯的合成和研究开拓了咔咯化合物在生物无机化学领域的道路。阳离子型水溶性咔咯和水溶性磺酸咔咯已被证明能与DNA结合，并促进DNA的断裂；磺酸型咔咯还能和人血清蛋白(HSA)紧密结合，展现出很好的药用前景。为了系统地研究咔咯化合物与DNA和HSA的相互作用，本文确立以三种水溶性咔咯为研究对象，研究了它们与DNA的结合模式和核酸酶活性，并研究了它们与HSA的相互作用。主要工作包括以下几个方面：1、合成了三种水溶性咔咯5,10,15-三(4-羧基苯基)咔咯、5,10,15-三(N-甲基-4-吡啶基)和2,17-二(磺酸钠)-5,10,15-三(五氟苯基)咔咯的锰、及铜配合物。采用紫外-可见光谱、质谱、核磁以及元素分析对相应化合物进行表征。2、采用光谱法和粘度法研究了上述水溶性金属咔咯配合物与小牛胸腺DNA(ct-DNA)的相互作用模式。结果表明，2-Fe在较低浓度时以外部沟结合模式与DNA相互作用，浓度升高时会产生H型堆积效应并部分插入DNA中；2-Cu能与DNA通过插入模式结合；所有其它化合物均以外部结合模式与DNA相互作用。阳离子型咔咯能与DNA发生最强的结合，羧酸型咔咯次之；铁作为咔咯的中心时具有比锰和铜更强的DNA结合能力，而锰的最弱。3、采用琼脂糖凝胶电泳实验研究了铁咔咯和锰咔咯在H2O2或叔丁基过氧化氢存在时断裂pBR322DNA的能力。结果表明这些咔咯金属配合物在两种氧化剂条件下均具有良好的DNA断裂能力，且铁咔咯的断裂能力比锰咔咯的更强，而叔丁基过氧化氢具有比双氧水更高的氧化活性。特别的是，1-Mn氧化断裂DNA是一个非混乱的双链断裂过程。机理实验表明高价态的Mn-(oxo)或Fe-(oxo)为引起DNA断裂的主要活性物质，2-Mn、2-Fe的断裂中可能还涉及到了单线态氧的产生。本文还研究在光照或抗坏血酸为还原剂条件下铜咔咯的核酸酶活性，结果表明铜咔咯仅在还原条件下表现出断裂DNA的能力，在光照时没有DNA断裂能力。4、利用荧光光谱以及紫外吸收光谱研究了咔咯与HSA的结合，结果表明所有的咔咯配合物均能与HSA发生较强的相互作用，结合常数均接近或达到105M-1，且结合位点数均接近1；利用华法林和布洛芬作为结合位点标记物探究了咔咯与HSA的结合位置，结果显示所有咔咯均同时在华法林和布洛芬位点与HSA结合；通过Forster理论计算了咔咯与HSA的结合距离，结果表明它们与HSA的结合距离都在1-3nm，说明在结合时激发后的HSA与咔咯之间会发生能量转移。