紫外光谱与ITC法研究乌头碱与粘虫DNA相互作用

作     者：刘叶 赵微微 李宗孝 程花蕾 何欢 LIU Ye;ZHAO Wei-wei;LI Zong-xiao;CHENG Hua-lei;HE Huan

作者机构：宝鸡文理学院化学与化工学院陕西宝鸡721013 武汉大学化学与分子科学学院湖北武汉430072 

出 版 物：《光谱学与光谱分析》 (Spectroscopy and Spectral Analysis)

年 卷 期：2018年第38卷第3期

页      面：851-856页

核心收录：

学科分类：07[理学] 070302[理学-分析化学] 0703[理学-化学] 

基　　金：国家自然科学基金青年科学基金项目(21501007) 宝鸡文理学院博士科研启动项目(ZK2017026)资助 

主　　题：乌头碱 DNA 紫外光谱 等温滴定量热 模拟计算 反应驱动力 

摘      要：DNA是生物体遗传信息的载体,研究药物与DNA的相互作用对探讨其作用机理及新药的设计合成具有重要意义。利用紫外吸收光谱技术,微量量热法,等温滴定量热法以及分子模拟技术研究了乌头碱在水溶液中的溶解行为,探讨了乌头碱与粘虫DNA、鲑鱼精DNA、小牛胸腺DNA的相互作用。实验发现,乌头碱在水溶液中的溶解过程为准一级反应,半衰期(t_(1/2))为0.691h。乌头碱分别与三种DNA作用均为体现出沟槽和表面两种结合形式:沟槽结合时,结合常数Ka_1为10~5,结合位点数为0.40~0.60,且反应为焓驱动的自发过程;表面结合时,乌头碱分子仅与DNA表面发生作用而并未嵌到DNA分子的疏水部分,结合常数Ka_2为10~3,结合位点较大。分子模拟显示,乌头碱均以氢键作用力结合在三种DNA分子的沟槽区,且乌头碱分子中C_8上的酯基对粘虫DNA,鲑鱼精DNA和小牛胸腺DNA链上的碱基有特异性识别,依次为T33,T34和G16,C9,C8。模拟计算获得反应的结合能与实验测定所得ΔG值接近,同时,依据实验数据判定的作用力类型在分子模拟中得到印证,即理论计算与实验基本吻合。