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摘要：讨论了配合物中配体与中心离子的配位方式，为后续多核配合物的合成及其与DNA的相互作用的研究奠定了一定的基础。
关键词：平面配体；金属配合物；DNA
众所周知，有机体是由细胞组成的，而细胞中承担繁殖和遗传作用的重要组成部分是细胞核。细胞核内还有核酸，核酸又分为脱氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸（RNA）。DNA由核糖、堿基、磷酸三部分组成，呈双螺旋结构。经实验证实，顺铂是优先结合在DNA鸟嘌呤碱基氮原子上，而且是链内交联机理。H.Mansuri-Torshzi及R.Mital等研究了某些金属配合物与DNA作用，结论是它们靠配合物中的芳香环插入到DNA的双螺旋碱基中，即形成疏水键，或配合物中官能团与DNA形成氢键。
金属配合物抗癌剂在体内的主要作用靶标是DNA分子。因此，DNA与其靶向分子相互作用的研究对阐述抗癌机理及药物的体外筛选非常有意义。影响DNA靶向分子与DNA相互作用的因素很多，最重要的是分子结构。配合物与DNA的键和模式与配合物的形状、大小、密切相关，并由此影响到其与DNA的结合能力的大小。配合物的形状结构与底物（DNA）的匹配程度决定了配合物与DNA的结合模式。靶向化合物与DNA的结合模式归纳起来大致可分为共价结合、非共价结合和剪切作用三类[1]。
一、非共价结合
（一）嵌插结合
即在碱基对之间插入平面的或几乎平面的芳香环系统。嵌插结合的作用力来自于芳香环的离域π体系与碱基的π体系间的π-π相互作用和疏水相互作用。这是药物分子与DNA发生作用的最重要的形式之一。一般说来，插入配体芳香环面积越大，则配合物与DNA的结合能力也越强。当金属配合物中没有供插入的平面配体时，配合物与DNA的作用主要以静电结合模式为主[2]。
（二）静电结合
即分子通过非特异性的相互作用结合于带负电荷的DNA双螺旋外部。例如，金属卟啉带正电的侧链与DNA磷酸酯骨架间的静电作用对它能嵌入结合在GC碱基对间起了必不可少的作用[3]。
（三）沟结合
即DNA靶向分子与DNA的大沟或小沟的碱基对边缘直接发生相互作用。
二、共价结合与剪切作用
与非共价结合相比，DNA靶向分子与DNA共价结合的序列特异性识别能力要强得多。晶体衍射与其他一些方法也都证实了顺铂中的铂原子能够与DNA小沟中同一条链上相邻鸟嘌呤的N7共价结合形成链内加合物，并使DNA反螺旋产生弯曲，以便于含有高淌度集团结构的蛋白质的结合。事实上，已有大量研究根据这一原理把对DNA具有剪切功能的分子与能对DNA序列进行特异性识别的分子结合起来，已合成序列特异性更高的人工核酸酶或抗肿瘤药物。
三、配体的选择
细胞中能和金属配位形成配合物的离子和分子称生物配体。最重要的生物配体有三类：蛋白质、聚核苷酸和核糖，均为高分子化合物。蛋白质是生命的物质基础，不同蛋白质分子是由二十多种L-型α-氨基酸按不同比例和次序通过肽键（-CO-NH-）连接而成。实验证实，组氨酸残基的咪唑基，谷氨酸残基的羧基，蛋氨酸和半胱氨酸残基上的S原子，以及卟啉基等是蛋白质分子和金属离子配位的最常见最重要的配位基团。
过渡金属配合物与DNA结合后，其配体所处的环境会发生改变，使吸收光谱波长和强度发生一系列的变化。当配合物与DNA以插入方式结合时，通常发生减色效应，并伴有一定程度的红移。减色效应的强度通常与配合物和DNA作用的强弱有关，例如，配合物[Ru（bpy）2phen]2+、[Ru（bpy）2IP]2+和[Ru（bpy）2PIP]2+与DNA作用时，它们在相同条件下的MLCT峰的减色率分别为12%、15.5%和21.9%，表明PIP插入DNA的碱基对与碱基π-π堆积面积要大于IP，而IP又大于phen。
一系列双核配合物研究，包括Clewley等、Breslow等的双核锌、Czarnik等的双核钴（Ⅲ）配合物，证明催化效率与两个金属离子之间的距离密切相关，由柔性的桥联配体连接的两个金属中心离子在催化磷酸酯断裂时几乎显示不出协同作用。但如果刚性太大，会使磷酸酯底物激活时要求的几何构型得不到满足，影响催化效率。
Bolger等致力于刚性、共轭二金属体系的合成及研究，已测知的金属间距离来自于电子或能量转移过程中速率常数的精确测定。迄今研究的大多数体系都是线状分子，其中两个远程的起电盘或发色团通过桥联配体连接起来，例如烯烃、炔烃、聚苯。但是这些桥联配体的主要缺陷就是围绕σ键的可能旋转，在末端缺少π电子或芳香部分共面元的时候，这种旋转会降低远距离电子偶合。因此，使用合适的桥联配体是个关键因素，合适的桥联配体能使金属-金属间距离适合于对五配位磷过渡态的选择性识别的结合。
四、结论
桥联配体dppz的络合物用作DNA和胶束溶液的分子光开关或用于在DNA中快速转移电子研究。表明，在DNA碱基对间插入平面的dppz配体，可保护dppz上的氮以防质子淬灭。同样的，形成的络合物具有高DNA亲和力的特点，是一种好的DNA解离剂。
因此，合成的全平面桥联配体四吡啶吩嗪（tpphz），这种配体以及它的单金属络合物与dppz络合物非常接近。如果能以它为桥联配体，合成钯（Ⅱ）的双核三元混配配合物，希望能对合成穿越芳香聚合物分子的长程电子转移的研究以及与DNA分子的作用有所贡献。
（作者单位：乌海职业技术学院）
作者简介：闫碧莹，1981年生，女，讲师，研究生，研究方向：精细化工产品的开发与应用以及物理化学课程的教学改革。
参考文献
[1]乔树民，王永录，高广尤等.贵金属，1982，3（4）：40-46.
[2]杨一昆，熊惠周，普绍平等.贵金属，1996，17（2）：50-57.
[3]毕琼斯等.湖南大学学报，1992，19（6）：77-84.
关键词：平面配体；金属配合物；DNA
众所周知，有机体是由细胞组成的，而细胞中承担繁殖和遗传作用的重要组成部分是细胞核。细胞核内还有核酸，核酸又分为脱氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸（RNA）。DNA由核糖、堿基、磷酸三部分组成，呈双螺旋结构。经实验证实，顺铂是优先结合在DNA鸟嘌呤碱基氮原子上，而且是链内交联机理。H.Mansuri-Torshzi及R.Mital等研究了某些金属配合物与DNA作用，结论是它们靠配合物中的芳香环插入到DNA的双螺旋碱基中，即形成疏水键，或配合物中官能团与DNA形成氢键。
金属配合物抗癌剂在体内的主要作用靶标是DNA分子。因此，DNA与其靶向分子相互作用的研究对阐述抗癌机理及药物的体外筛选非常有意义。影响DNA靶向分子与DNA相互作用的因素很多，最重要的是分子结构。配合物与DNA的键和模式与配合物的形状、大小、密切相关，并由此影响到其与DNA的结合能力的大小。配合物的形状结构与底物（DNA）的匹配程度决定了配合物与DNA的结合模式。靶向化合物与DNA的结合模式归纳起来大致可分为共价结合、非共价结合和剪切作用三类[1]。
一、非共价结合
（一）嵌插结合
即在碱基对之间插入平面的或几乎平面的芳香环系统。嵌插结合的作用力来自于芳香环的离域π体系与碱基的π体系间的π-π相互作用和疏水相互作用。这是药物分子与DNA发生作用的最重要的形式之一。一般说来，插入配体芳香环面积越大，则配合物与DNA的结合能力也越强。当金属配合物中没有供插入的平面配体时，配合物与DNA的作用主要以静电结合模式为主[2]。
（二）静电结合
即分子通过非特异性的相互作用结合于带负电荷的DNA双螺旋外部。例如，金属卟啉带正电的侧链与DNA磷酸酯骨架间的静电作用对它能嵌入结合在GC碱基对间起了必不可少的作用[3]。
（三）沟结合
即DNA靶向分子与DNA的大沟或小沟的碱基对边缘直接发生相互作用。
二、共价结合与剪切作用
与非共价结合相比，DNA靶向分子与DNA共价结合的序列特异性识别能力要强得多。晶体衍射与其他一些方法也都证实了顺铂中的铂原子能够与DNA小沟中同一条链上相邻鸟嘌呤的N7共价结合形成链内加合物，并使DNA反螺旋产生弯曲，以便于含有高淌度集团结构的蛋白质的结合。事实上，已有大量研究根据这一原理把对DNA具有剪切功能的分子与能对DNA序列进行特异性识别的分子结合起来，已合成序列特异性更高的人工核酸酶或抗肿瘤药物。
三、配体的选择
细胞中能和金属配位形成配合物的离子和分子称生物配体。最重要的生物配体有三类：蛋白质、聚核苷酸和核糖，均为高分子化合物。蛋白质是生命的物质基础，不同蛋白质分子是由二十多种L-型α-氨基酸按不同比例和次序通过肽键（-CO-NH-）连接而成。实验证实，组氨酸残基的咪唑基，谷氨酸残基的羧基，蛋氨酸和半胱氨酸残基上的S原子，以及卟啉基等是蛋白质分子和金属离子配位的最常见最重要的配位基团。
过渡金属配合物与DNA结合后，其配体所处的环境会发生改变，使吸收光谱波长和强度发生一系列的变化。当配合物与DNA以插入方式结合时，通常发生减色效应，并伴有一定程度的红移。减色效应的强度通常与配合物和DNA作用的强弱有关，例如，配合物[Ru（bpy）2phen]2+、[Ru（bpy）2IP]2+和[Ru（bpy）2PIP]2+与DNA作用时，它们在相同条件下的MLCT峰的减色率分别为12%、15.5%和21.9%，表明PIP插入DNA的碱基对与碱基π-π堆积面积要大于IP，而IP又大于phen。
一系列双核配合物研究，包括Clewley等、Breslow等的双核锌、Czarnik等的双核钴（Ⅲ）配合物，证明催化效率与两个金属离子之间的距离密切相关，由柔性的桥联配体连接的两个金属中心离子在催化磷酸酯断裂时几乎显示不出协同作用。但如果刚性太大，会使磷酸酯底物激活时要求的几何构型得不到满足，影响催化效率。
Bolger等致力于刚性、共轭二金属体系的合成及研究，已测知的金属间距离来自于电子或能量转移过程中速率常数的精确测定。迄今研究的大多数体系都是线状分子，其中两个远程的起电盘或发色团通过桥联配体连接起来，例如烯烃、炔烃、聚苯。但是这些桥联配体的主要缺陷就是围绕σ键的可能旋转，在末端缺少π电子或芳香部分共面元的时候，这种旋转会降低远距离电子偶合。因此，使用合适的桥联配体是个关键因素，合适的桥联配体能使金属-金属间距离适合于对五配位磷过渡态的选择性识别的结合。
四、结论
桥联配体dppz的络合物用作DNA和胶束溶液的分子光开关或用于在DNA中快速转移电子研究。表明，在DNA碱基对间插入平面的dppz配体，可保护dppz上的氮以防质子淬灭。同样的，形成的络合物具有高DNA亲和力的特点，是一种好的DNA解离剂。
因此，合成的全平面桥联配体四吡啶吩嗪（tpphz），这种配体以及它的单金属络合物与dppz络合物非常接近。如果能以它为桥联配体，合成钯（Ⅱ）的双核三元混配配合物，希望能对合成穿越芳香聚合物分子的长程电子转移的研究以及与DNA分子的作用有所贡献。
（作者单位：乌海职业技术学院）
作者简介：闫碧莹，1981年生，女，讲师，研究生，研究方向：精细化工产品的开发与应用以及物理化学课程的教学改革。
参考文献
[1]乔树民，王永录，高广尤等.贵金属，1982，3（4）：40-46.
[2]杨一昆，熊惠周，普绍平等.贵金属，1996，17（2）：50-57.
[3]毕琼斯等.湖南大学学报，1992，19（6）：77-84.