1、蛋白質和DNA是生命科學、生物化學以及醫(yī)藥化學中兩類最重要的生物大分子。蛋白質擔負著各種生理功能，是生物性狀的直接表達著。核酸是揭示生命遺傳與變異的主要物質。因此，研究這些生物大分子與有機小分子、金屬離子，特別是靶向藥物小分子的作用機制，對于闡明生命的奧秘、促進人類的健康等方面都具有十分重要的意義，是當前生命科學、生物化學、藥物化學及臨床醫(yī)學等領域的前沿和熱點。
　　本文作為國家自然科學基金(No.20673034)和教育部高等學

2、校博士點專項基金資助課題(No.20060476001)的一部分，較為系統(tǒng)地研究了幾種活性藥物小分子與蛋白質、核酸的分子作用機制，不同取代基修飾對藥物小分子與蛋白質、核酸結合性質的影響，以及金屬離子的存在對藥物小分子與蛋白質作用行為的影響。主要研究內容包括以下四個部分：
　　1.模擬生理條件下，利用熒光光譜、紫外可見吸收光譜以及分子模擬技術研究了鹽酸環(huán)丙沙星(CPFX)和諾氟沙星(NRF)與胰蛋白酶的分子作用機制，以及不同烷基取代

3、基對它們與胰蛋白酶作用行為的影響。研究結果表明，CPFX和NRF對胰蛋白酶的熒光猝滅機制是生成復合物的靜態(tài)猝滅。NRF與胰蛋白酶結合作用強于CPFX，說明烷基鏈的結構對它們的相互作用有一定的影響。熱力學研究和可及表面積的計算結果表明，兩種藥物分子與胰蛋白酶結合過程的主要作用力為疏水和氫鍵作用。同步熒光光譜和分子模擬研究則表明CPFX和NRF在胰蛋白酶上的結合位點位于色氨酸(Trp208)附近。
　　2.運用熒光光譜、紫外可見吸收光

4、譜、等溫滴定量熱(ITC)以及分子模擬技術研究了兩種二氫嘧啶-2-酮的衍生物5-乙氧羰基-6-甲基-4-苯基-3，4-二氫嘧啶-2-酮(EMPD)和5-乙氧羰基-6-甲基-4-(4-甲氧苯基)-3，4-二氫嘧啶-2-酮(EMMD)與人血清白蛋白(HSA)的分子作用機制。實驗結果表明，EMPD與HSA的作用強于EMMD，說明苯環(huán)取代基對它們的相互作用有一定的影響。熒光探針競爭結合實驗和分子模擬研究證明EMPD和EMMD的結合位點在HSA的

5、ⅡA亞域。利用共振能量轉移理論計算出了兩種藥物分子與HSA色氨酸(Trp214)的結合距離，說明供體與受體之間能夠發(fā)生非輻射能量轉移。ITC和分子模擬研究結果說明結合過程的主要作用力為疏水和氫鍵作用。普通金屬離子的存在促進了兩種藥物分子與HSA的結合，因此可以通過加入不同的金屬離子來增強藥物在體內的藥效。
　　3.模擬生理條件下，運用光譜、粘度、ITC及分子模擬方法系統(tǒng)研究了不同取代基修飾的一系列二氫嘧啶-2-酮的衍生物5-乙氧羰

6、基-6-甲基-4-苯基-3，4-二氫嘧啶-2-酮(a)、5-乙氧羰基-6-甲基-4-(4-二甲胺苯基)-3，4-二氫嘧啶-2-酮(1))、5-乙氧羰基-6-甲基-4-(4-硝基苯基)-3，4-二氫嘧啶-2-酮(c)、5-乙氧羰基-6-甲基-4-(4-甲氧苯基)-3，4-二氫嘧啶-2-酮(d)和5-乙氧羰基-6-甲基-4-(4-氯苯基)-3，4-二氫嘧啶-2-酮(d)與小牛胸腺DNA(ctDNA)的特異性結合性質，包括結合作用力、結合作用

7、的熱力學以及特異性結合方式。研究結果表明苯環(huán)上的不同取代基修飾對化合物與ctDNA的結合強度和結合方式等都有較大的影響。供電子基取代的化合物與ctDNA的結合更強一些，結合方式主要為嵌插結合，而吸電子基取代的化合物與ctDNA的結合相對較弱，結合方式為部分嵌插的混合結合方式。另外通過系列化合物與富含A-T和富含G-C的DNA的光譜滴定實驗以及分子模擬研究，證實了供電子基取代的化合物與ctDNA結合的序列選擇性為G-C堿基，而吸電子基取代

8、的化合物與ctDNA的結合沒有表現(xiàn)出明顯的G-C序列選擇性。
　　4.為了進一步研究二氫嘧啶-2-酮衍生物的結構活性關系，運用MTT方法進行了不同取代基修飾的一系列化合物對人肝癌細胞和大鼠神經(jīng)瘤細胞的抗癌活性試驗。結果表明具有供電子基取代的化合物能夠有效地抑制兩種癌細胞的生長，表現(xiàn)出較強的抗癌活性，而吸電子基取代對該類衍生物的生物活性影響較小。因此可以通過改變苯環(huán)取代基的方法對二氫嘧啶-2-酮類藥物進行結構修飾，以提高其活性，增強