从天然产物中筛选具有生物活性的化合物，是创新药物研究的重要途径，是缩短创新药物周期的决定性因素之一，因此，建立一套快速、经济、高命中率的新型药物先导化合物筛选方法是必须解决的关键科学问题。本论文在研究生物靶分子和生物活性小分子相互作用的基础上，建立了一种新颖的基于DNA G-四链体识别和谱学技术的天然抗肿瘤化合物筛选及结构鉴定一体化方法，并成功应用于中药黄莲和黄柏抗肿瘤活性成分的筛选，取得了重要进展。其主要研究结果如下：　　 1.生物活性小分子与人血清白蛋白相互作用的研究　　 采用吸收光谱、荧光光谱、圆二色(CD)、分子力学模拟等技术研究了杂环烯酮缩胺衍生物与人血清白蛋白的相互作用。研究发现：在主体结构相同时，苯甲酰基取代化合物与人血清白蛋白结合能力比硝基取代化合物强；而且杂环烯酮缩胺类化合物倾向于与人血清白蛋白的IIA亚域结合。该研究结果为将杂环烯酮缩胺类化合物的进一步结构优化和开发成药提供了可靠的实验数据和理论依据。随后设计了一种叶酸(FA)-人血清白蛋白(HSA)-米托蒽醌(MTO)三元靶向给药体系。吸收光谱、荧光光谱和核磁共振氢谱(1H NMR)结果证实了叶酸、人血清白蛋白、米托蒽醌能够形成三元复合物FA-HSA-MTO；细胞毒试验显示：FA-HSA-MTO三元体系的细胞毒性比单独MTO高出30％。本研究证明FA-HSA-MTO三元靶向给药体系理论上可行。该部分工作已发表SCI论文3篇。　　 2.药物小分子与G-四链体相互作用的谱学特征　　 采用1H NMR技术研究了各种富含鸟嘌呤的DNA序列在磷酸缓冲溶液中形成的G-四链体的结构及其稳定性。结果表明：磷酸缓冲溶液的pH值、金属离子的种类及金属离子的浓度等因素都能影响多种富含鸟嘌呤DNA序列所形成的G-四链体的结构及其稳定性；但是，序列d(TTGGGGT)和d(TTGGGTT)所形成的G-四链体的结构及其稳定性却不受这些因素的影响。该研究结果为选取适合于建立从天然提取物中筛选G-四链体稳定剂方法的分子靶点提供了可靠的实验数据。采用CD和1H NMR技术研究了G-四链体与其配体相互作用的谱学特征，总结出DNA靶分子G-四链体与其配体相互作用的CD、1H NMR的变化规律如下：1)变温CD和变温1H NMR实验中：当存在能与G-四链体特异性结合的小分子时，G-四链体特征信号能够在更高温度下出现；2)在1H NMR实验中，当存在能与G-四链体特异性结合的小分子时，G-四链体特征信号—亚氨基质子信号会发生展宽或漂移。该研究结果为利用G-四链体进行天然抗肿瘤化合物的谱学筛选提供了理论依据。　　 3.基于G-四链体识别和谱学技术的天然抗肿瘤化合物筛选及结构鉴定一体化方法的建立　　 设计了一种基于G-四链体识别和谱学技术的天然抗肿瘤化合物筛选及结构鉴定一体化方法。首先，通过1H-NMR谱中G-四链体亚氨基质子化学位移的变化判断天然提取物中G-四链体配体的存在；其次，利用扩散排序核磁共振谱(DOSY)对G-四链体配体进行虚拟分离，得到其特征峰；最后，再进一步利用异孩单量子相关(HSQC)、异核多键相关(HMBC)等二维核磁共振技术进行结构解析，得到G-四链体配体的化学结构。为了检验这种方法的可行性，作者设计了一个由小檗碱、青藤碱、牡丹酚和维生素C组成的模拟天然提取物的模型体系。应用该方法，在没有生物活性导向的分离条件下，我们直接从模型体系中确定出了唯一的G-四链体配体小檗碱的分子结构，说明该方法是成功的。该部分工作已在《Biochime》上发表。　　 4.基于G-四链体识别和谱学技术的天然抗肿瘤化合物筛选及结构鉴定一体化方法的应用　　 通过对中药黄莲和黄柏抗肿瘤活性成分的筛选，完成了基于G-四链体识别和谱学技术的天然抗肿瘤化合物筛选及结构鉴定一体化方法可行性的验证。采用荧光光谱、HPLC、IH NMR等实验考察了方法的选择性和检测限。对于含有多种活性成分的提取物，作者的方法倾向于确定出含量较高的活性成分；方法的最低检测限为0.06％(质量百分比含量)。这种简便、高效的从天然提取物中筛选靶向化合物方法实现了天然提取物中活性成分的快速筛选和结构鉴定。该部分工作结果已在《Angew. Chem.-Int. Edit.》发表，并被《Nature·China》选为研究亮点进行评述和介绍。