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钌（Ⅱ）—卟啉配合物对端粒酶活性的抑制及通过线粒体途径诱导肿瘤细胞凋亡的研究

作　者: 刘亚楠
导　师: 郑文杰；刘杰
学　校: 暨南大学
专　业: 无机化学
关键词: 钌(II) 卟啉 G-四链体端粒酶活性抗肿瘤活性
分类号: R730.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

合成了一系列钌（Ⅱ）卟啉配合物,研究了它们抑制端粒酶活性的作用,简要分析该配合物作为端粒酶抑制剂的可行性,同时对钌（Ⅱ）卟啉配合物进行了体外抗肿瘤活性筛选,并初步阐述可能存在的分子机理。主要研究结果如下:1.合成了四种钌（Ⅱ）卟啉配合物,采用元素分析、ESI—MS、NMR等方法表征化合物的分子结构,结果显示该配合物与所设计的配合物结构一致。2.采用紫外—可见、荧光光谱、CD光谱、热变性等方法测定配合物与G-四链体结合特性,分析该配合物作为端粒酶抑制剂的活性,结果显示四种钌（Ⅱ）卟啉配合物都可以不同程度的与G-四链体作用,表明其具有抑制端粒酶活性的作用。3.选择多种肿瘤细胞株,采用MTT法筛选钌（Ⅱ）卟啉配合物的体外抗肿瘤活性,用IC₅₀指标评价其抗肿瘤活性,并分析了其构效关系。结果显示四种配合物均能不同程度的抑制肿瘤细胞的生长,且其抗肿瘤活性具有时间和剂量效应。4.采用流式细胞分析技术研究钌（Ⅱ）卟啉配合物诱导肿瘤细胞凋亡的情况及其对细胞周期分布的影响,并用JC-1染色法研究配合物对肿瘤细胞线粒体功能的影响。结果发现配合物1和3呈现出良好的抗肿瘤活性。钌（Ⅱ）卟啉配合物可能通过诱导肿瘤细胞线粒体功能损伤进而引发肿瘤细胞凋亡,同时也可以诱导肿瘤细胞发生细胞周期阻滞。5.采用DCF-流式细胞分析技术检测钌（Ⅱ）卟啉配合物处理后的细胞内ROS水平的变化情况,结果显示配合物可以抑制细胞内活性氧的生成与累积。用ABTS法和DPPH法测定了钌配合物的体外抗氧化活性,结果显示钌配合物可以清除自由基,表明其具有抗氧化活性。以上结果显示,所合成的钌配合物具有显著的抗肿瘤活性,具有潜在的应用开发前景,可作为候选化学药物进行深入的临床前抗肿瘤研究。

全文目录

中文摘要  4-5
英文摘要  5-6
目录  6-10
1 绪论  10-26
  1.1 引言  10-11
  1.2 关于癌症和癌症的治疗  11-13
    1.2.1 癌症的生物学特征  11
    1.2.2 癌症的主要治疗方法  11-13
  1.3 金属抗肿瘤药物发展现状  13-18
    1.3.1 铂类抗肿瘤药物  13-15
    1.3.2 钌类抗肿瘤药物  15-18
    1.3.3 其他抗肿瘤药物  18
  1.4 卟啉类抗肿瘤药物的现状  18-19
  1.5 G-四链体DNA的生物学功能  19-23
    1.5.1 G-四链体的结构  19-21
    1.5.2 G-四链体DNA及端粒酶的生物学性质  21-23
  1.6 金属配合物与G-四链体相互作用的研究方法  23-25
    1.6.1 电子吸收光谱  23
    1.6.2 稳态和时间分辩荧光光谱  23-24
    1.6.3 圆二色谱  24
    1.6.4 热变性技术  24-25
  1.7 研究展望和选题意义  25-26
2 间位钌卟啉配合物的合成及其端粒酶活性的研究  26-43
  2.1 引言  26-28
  2.2 实验部分  28-34
    2.2.1 实验试剂  28-29
    2.2.2 实验仪器和方法  29
    2.2.3 实验测试方法  29-31
      2.2.3.1 缓冲溶液配制  29-30
      2.2.3.2 AG3(T2AG3)3的处理及浓度确定  30
      2.2.3.3 配合物与AG3(T2AG3)3相互作用的吸收光谱滴定  30
      2.2.3.4 配合物与AG3(T2AG3)3相互作用的EB(溴化乙啶)竞争结合  30
      2.2.3.5 配合物与AG3(T2AG3)3相互作用的CD光谱滴定  30-31
      2.2.3.6 配合物对AG3(T2AG3)3热变性的影响实验  31
    2.2.4 间位钌卟啉配合物的合成方法  31-34
      2.2.4.1 (3-Py)TMOPP合成方法  31-32
      2.2.4.2 cis-[Ru(bpy)_2Cl_2]·2H2O的合成方法  32
      2.2.4.3 cis-[Ru(phen)_2Cl_2]·2H2O的合成方法  32-33
      2.2.4.4 (3-Py)Ru(bpy)_2TMOPP(1)的合成方法  33
      2.2.4.5 (3-Py)Ru(phen)_2TMOPP(2)的合成方法  33-34
  2.3 结果与讨论  34-42
    2.3.1 钌卟啉配合物的表征  34
      2.3.1.1 间位钌(Ⅱ)卟啉配合物的质谱分析  34
      2.3.1.2 间位钌(Ⅱ)卟啉配合物的NMR分析  34
    2.3.2 钌卟啉配合物与G-四链体DNA相互作用的电子吸收光谱研究  34-37
    2.3.3 钌卟啉配合物与G-四链体DNA相互作用的EB竞争结合  37-39
    2.3.4 钌卟啉配合物与G-四链体DNA相互作用的圆二色谱研究  39-41
    2.3.5 G-四链体DNA解链温度(melting point,Tm)的测定  41-42
  2.4 小结  42-43
3 对位钌卟啉配合物的合成及其端粒酶活性的研究  43-57
  3.1 引言  43-44
  3.2 实验部分  44-47
    3.2.1 实验试剂  44-45
    3.2.2 实验仪器和方法  45
    3.2.3 实验测试方法  45-46
      3.2.3.1 缓冲溶液配制  45
      3.2.3.2 AG3(T2AG3)3的处理及浓度确定  45
      3.2.3.3 配合物与AG3(T2AG3)3相互作用的吸收光谱滴定  45
      3.2.3.4 配合物与AG3(T2AG3)3相互作用的EB(溴化乙啶)竞争结合  45
      3.2.3.5 配合物与AG3(T2AG3)3相互作用的CD光谱滴定  45
      3.2.3.6 配合物对AG3(T2AG3)3热变性的影响实验  45-46
    3.2.4 对位钌卟啉配合物的合成方法  46-47
      3.2.4.1(4-Py)TMOPP合成方法  46
      3.2.4.2 cis-[Ru(bpy)_2Cl_2]·2H2O的合成方法  46
      3.2.4.3 cis-[Ru(phen)_2Cl_2]·2H2O的合成方法  46
      3.2.4.4 (4-Py)Ru(bpy)_2TMOPP(3)的合成方法  46-47
      3.2.4.5 (4-Py)Ru(phen)_2TMOPP(4)的合成方法  47
  3.3 结果与讨论  47-56
    3.3.1 钌卟啉配合物的表征  47-48
      3.3.1.1 对位钌(Ⅱ)卟啉配合物的质谱分析  47-48
      3.3.1.2 对位钌(Ⅱ)卟啉配合物的NMR分析  48
    3.3.2 钌卟啉配合物与G-四链体DNA相互作用的电子吸收光谱研究  48-50
    3.3.3 钌卟啉配合物与G-四链体DNA相互作用的EB竞争结合  50-52
    3.3.4 钌卟啉配合物与G-四链体DNA相互作用的圆二色谱研究  52-54
    3.3.5 G-四链体DNA解链温度(melting point,Tm)的测定  54-56
  3.4 小结  56-57
4 钌卟啉配合物的抗肿瘤活性研究  57-76
  4.1 引言  57-62
    4.1.1 钌配合物抗肿瘤应用前景  57-59
    4.1.2 细胞凋亡和细胞坏死的形态学特征  59-62
      4.1.2.1 细胞凋亡的形态学特征  59-61
      4.1.2.2 细胞坏死的形态学特征  61-62
  4.2 实验部分  62-65
    4.2.1 实验试剂  62
    4.2.2 实验仪器  62-63
    4.2.3 实验测试方法  63-64
      4.2.3.1 细胞培养  63
      4.2.3.2 细胞存活率实验  63
      4.2.3.3 流式细胞分析  63-64
      4.2.3.4 线粒体跨膜电势的测定(△Ψm)  64
      4.2.3.5 统计分析  64
    4.2.4 钌卟啉配合物的合成方法  64-65
      4.2.4.1 TMOPP合成方法  64
      4.2.4.2 cis-[Ru(bpy)_2Cl_2]·2H2O的合成方法  64
      4.2.4.3 cis-[Ru(phen)_2Cl_2]·2H2O的合成方法  64
      4.2.4.4 (3-Py)Ru(bpy)_2TMOPP(1)的合成方法  64-65
      4.2.4.5 (3-Py)Ru(phen)_2TMOPP(2)的合成方法  65
      4.2.4.6 (4-Py)Ru(bpy)_2TMOPP(3)的合成方法  65
      4.2.4.7 (4-Py)Ru(phen)_2TMOPP(4)的合成方法  65
  4.3 结果与讨论  65-75
    4.3.1 形态学分析  65-69
      4.3.1.1 不同浓度药物作用下A-375人恶性黑色素瘤细胞的形态  66-67
      4.3.1.2 不同浓度药物作用下HepG2人肝癌细胞的形态  67-68
      4.3.1.3 不同浓度药物作用下SW480人结肠癌细胞的形态  68-69
    4.3.2 体外抗肿瘤活性  69-72
    4.3.3 时间过程对钌卟啉配合物抗肿瘤活性的影响  72-73
    4.3.4 流式细胞分析  73-74
    4.3.5 线粒体介导的细胞凋亡  74-75
  4.4 小结  75-76
5 钌卟啉配合物的抗氧化活性研究  76-86
  5.1 引言  76-78
  5.2 实验部分  78-80
    5.2.1 实验试剂  79
    5.2.2 实验仪器  79
    5.2.3 实验测试方法  79-80
      5.2.3.1 细胞内活性氧含量ROS测试方法  79
      5.2.3.2 ABTS自由基清除法  79-80
      5.2.3.3 DPPH自由基清除法  80
      5.2.3.4 半数抑制率的计算  80
    5.2.4 钌卟啉配合物的合成方法  80
    5.2.5 钌卟啉配合物的结构  80
  5.3 结果与讨论  80-85
    5.3.1 细胞内活性氧含量测试  81-83
    5.3.2 ABTS自由基清除活性  83-84
    5.3.3 DPPH自由基清除活性  84-85
  5.4 小结  85-86
6 结论  86-87
参考文献  87-92
附录  92-96
在校期间发表论文及研究成果清单  96-97
致谢  97-98

钌（Ⅱ）—卟啉配合物对端粒酶活性的抑制及通过线粒体途径诱导肿瘤细胞凋亡的研究

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