吲哚喹啉生物堿衍生物與DNA作用

吲哚喹啉生物堿衍生物與DNA作用研究盧宇靖古練權**基金項目中山大學化學與化工學院第三屆創(chuàng)新化學實驗基金項目（批準號：02023）資助第一作者盧宇靖（1980年出生），男，中山大學化學與化工學院應用化學專業(yè)99級指導教師古練權Email：cesglq@zsulink.zsu.edu中山大學化學與化工學院，廣州510275摘要通過紫外可見光譜研究了一系列新型的吲哚喹啉生物堿衍生物與DNA的作用方式，表明了該化合物與DNA具有良好的嵌入作用，為該類化合物具有良好的抗腫瘤效果提供了可能的作用機理。關鍵詞吲哚喹啉生物堿衍生物DNA作用機制嵌入作用抗癌藥吲哚喹啉生物堿是自然界比較稀少的生物堿，而quindoline和Cryptolepine(圖1)是這一家族的最好代表，這兩個化合物分別在1977年和1929年從西非的植物Cryptolepissanguinolenta中分離出來[1]。吲哚喹啉生物堿具有廣泛的生理特性，包括hypotensive、antipyretic、antimuscarinic、antibacterial、antiviral、antihyperglycemic等等[2]。研究表明Cryptolepine是一種有效的DNA拓撲異構酶II抑制劑，能夠抑制B16黑素瘤的DNA合成[3]。圖12002年JohnN.lisgarten應用單精衍射法研究了Cryptolepine與DNA片斷d(CCTAGG)2的作用，發(fā)現(xiàn)Cryptolepine以π-π堆積方式嵌入到片斷的嘧啶堿基之間，這是第一個小分子與DNA嘧啶-嘧啶不變序列嵌入作用的單晶結構[3]。臨床使用的許多抗癌藥物如阿霉素都是與DNA有較強的嵌入作用[4]。這類DNA嵌入劑抗癌藥物能夠牢固地，又可逆地嵌入DNA雙螺旋，但它們對結構有特定的要求，具有一些共同的結構特征。首先，它們都具有一組或多組非簇狀線性稠和芳環(huán)（不少于3）。小分子的發(fā)色團就有足夠的面積進行嵌插結合，而且要求稠環(huán)呈平面，易于插入DNA堿基對。但這不能產(chǎn)生充分有效的抗癌活性，即使它具有嵌入作用的能力。如果想有良好的抗癌活性，在小分子發(fā)色團的適當位置連上一條（或幾條）側鏈是很必要的，而且側鏈上能夠形成正電荷中心；而對正電荷中心的距離、位置和pKa值也有嚴格的要求[5]。因為帶正電荷的側鏈從DNA的溝槽接近DNA，剛好能與呈電負性的DNA磷酸骨架通過靜電作用。對于中性發(fā)色團的小分子，一般有一條（或幾條）帶正電荷的側鏈[6]；如果發(fā)色團本身帶正電荷，一般帶一條（或幾條）位阻較大的側鏈（EB，amsacrine）。可以推測，這些側鏈對DNA和藥物的復合物有額外的穩(wěn)定作用，同時影響藥物與DNA結合的動力學過程[7]。我們根據(jù)上面的理論，以吲哚喹啉生物堿為母體合成了一系列的吲哚喹啉生物堿衍生物，并系統(tǒng)研究了化合物Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ與DNA的相互作用（圖2）。圖2嘆1鑼實驗冒部分嫂1.漢1試補劑與優(yōu)儀器筋吲哚此喹啉罩生物賢堿衍墊生物阿化合譯物是屯根據(jù)捧本實幅驗室紋的合籮成方頂法合孕成的輩，均倆通過穴NM隆R、巧IR遺、F模AB優(yōu)質譜抓表征顛，合宿成的覆化合襖物都駁是色巾譜純堤的。舞小牛炮胸腺扎DN舊A碼是S撒ig干ma吉化學拔公司怨的產(chǎn)赴品，敞其它依試劑艘均為閥分析密純，襲是廣險州試冬劑一邪廠的劈產(chǎn)品玩。償紫外戚可見碼吸收北光譜仔是在刻UV祝-2呈50么1P贈C丘型紫執(zhí)外光扮譜儀外上測謎定的蒼；溶丟液p待H值己由O絨ri拼on競M路od抓el深7費20干A距pH巾計所雁確定厭，所戲用的服溶液揀為雙葉蒸水折。工1.敗2.慎稈實驗梁方法研1.訂2.緒1舞溶液秘的配必置賣（卻1進）暫0匯.1益M商p麗H敢7.仗4籠Tr書is宵-H貧Cl暢緩沖循溶液途配置扒：向棟50危0此mL扛0則.1劃M奶三字-羥爽甲基蠅-胺劉基甲暖烷水剝溶液柱中緩晌慢滴任加0款.1散M傳H加Cl役水溶饑液，澡混勻歪，用根pH瞧計調貨節(jié)溶槍液p簡H值塘至7流.4舌。旨（2遮）果DN扣A旦溶液剩的配頑置：嗓稱取致適量玉的小毫牛胸答腺D扛NA巴溶于女緩沖產(chǎn)溶液倉中，體抽濾木，濾痛液按幸需要皂稀釋虛到一派定濃朱度，暑測量矩26挪0n將m和鑰28稿0n皺m處勒吸收纏值，妙經(jīng)U慎V譜特檢驗它A襖26日0/削A2賭8綁0＝棚1.瞞8箭~1銷.9睬，表陳明基福本上下不含僚蛋白模質，懷純度告符合蟻要求溉。D艘NA芹濃度艙以堿屬基對手摩爾掉濃度竹計，嫂測量探DN惹A在算26饅0n者m處另的吸鳳收光污度，蜜然后糾根據(jù)晉26添0恰nm儉的吸所光系詢數(shù)6杯60骨0M陰-1旁c毯m-拖1來輕確定滑DN麗A報濃度梳為1休.1湊02鏡×逗10念-3張mo勢l/故L億（3部）貴樣品評溶液由：稱誕取一智定量及各種命待分搬析樣周品成彎鹽后摩用緩忘沖溶眠液定歐容。確1.足2.簡2吸參收光引譜滴沃定遭在紫索外可零見光理譜儀趕中，盒向參疾比池姜中加蹲入緩返沖溶學液，倆在樣紅品池武中加來入同惹樣體社積的輛5蹄×宿10躬-5去mo斧l悉L-勇1的算樣品乏溶液鍛。用刊微量輝進樣喂器每蜘次往卷參比局池和辨樣品奉池加上入相議同體預積的份DN雅A溶濁液，究使D添NA蒼與樣辯品濃們度比提值不次斷增比加，笨直至堵飽和錫，樣準品的腿吸收煌峰不滔再減歇色。嗓2踩結果求與討夏論自2.偏1化告合物潛溶液蠟性質芳2.等1.器1湯化合手物不碧同濃扭度時鳴的存俊在形屆式蜻化合不物具胸有一桌組或道多組引稠和左芳環(huán)付，它詢們在垮一定網(wǎng)濃度爺時可疫能通路過布π班－益π襖堆積鋒而形廢成二遵聚或線多聚地，所廁以我挪們應取用吸香收光帳譜滴急定進離行觀碎察。較在紫洲外光鴨譜儀笑中，揪向參群比池摧中加布入一長定的烈緩沖擦溶液銳，在版樣品釋池中也加入跡一定互體積歲的樣最品溶搖液，跟不斷國增加抵樣品汽的濃恒度，景直到洽飽和胖，樣福品的犯吸收扇峰不布色。夠數(shù)據(jù)許處理娘可知抵化合超物在弦c跡≥導4.鈴64陳×虎10亦-5更m堤ol款L慚-1育時親以雙訂分子渣形式警存在關，在桐c<鹿4.督64歲×斑10做-5萌m匯ol符L蒜-1爆時桐以單揀分子詢形式賊存在關，可取以保憂證在范測試際條件裝下，跪濃度左2化×論10陶-5晌m茂ol杰L壯-1判，組該化洽合物乏以單敵分子辛存在膽，使外得測犁試條瑞件下保真實奏反映決了該屈化合投物與限DN擋A的制作用甲。如望果小桶分子或以雙佛分子總形式杠存在盡，D衛(wèi)NA欣要先困拆分蟻小分捕子，宇能量恰耗損慈，放棄應出貢的吸凡收光緒譜就惑有變接化。棵圖短3楊(儉a)納化競合物災I自板身隨肌濃度化增加靜的吸矮收光唐譜（求p欄H為限7.春4）槽;或(b奸)重化合復物I澤摩敘爾消堡光系輪數(shù)與退濃度浮對數(shù)搞圖予2.脆1.郊2化幣合物藥不同狗pH以值的誤存在命形式嶼化合衣物不鈴同p炸H值鄭的可看見光鵝譜可遷以從著圖4擱數(shù)據(jù)婆處理倒可知婆，化峰合物閃Ⅰ余、池Ⅱ溜、言Ⅲ徒、害Ⅳ振的p掀K蟲a值著分別公為8弊.3倒、8蚊.1次、8渾.2傍、8惱.3鎮(zhèn)，說安明化習合物毀在生熟理p凡H即弓測定巾條件設下,蓬以鹽鑼的形訊式存似在。圖圖4(a)(b)(c)(d)化合物I、II、III、IV在不同pH下的吸收光譜圖(e)化合物IV吸光度對pH圖門2.躍2幾葡種化城合物飯與D擺NA盯分子千相互隸作用止由于錫紫外美-可充見吸像收光遵譜法碗是研諒究小機分子頓與D震NA圓相互健作用鍋機理姑的最極常用早、方老便的違方法錄之一訂。通蝕常，駕吲哚螞喹啉孝生物賢堿衍井生物綢小分案子在經(jīng)紫外火區(qū)有燃一定傘的電良子吸糖收。捎當小賢分子撿與D地NA臟結合偏后，儉其電耕子結努構會膊受到寄DN民A的去擾動盯，導稼致小著分子寫所處愉的環(huán)勵境發(fā)肝生變義化，荒小分遣子與彈DN亡A的緊結合栗強弱兆可通菊過光滾譜變鋸化的典幅度毫反映跨出來冤。一盡般來辭說，蘆當小倉分子寬以嵌拉入?？偸脚c錘DN易A作默用時制，其倡吸收虜光譜港會出亞現(xiàn)一影定的賴減色炸效應廳和峰搞位紅堅移現(xiàn)誦象。柿這是旺因為繼插入金的的猾小分仔子與宇DN沃A的夠堿基界對發(fā)掘生殊π掌電子碎堆積幻后，匙使其越π*識空軌輸?shù)琅c菠堿基降的攻π垂電子狀軌道劈發(fā)生警偶合棉，能們級下傘降，四從而撫導致耕π→位π*辮躍遷惕能減牢少，慣產(chǎn)生限紅移健現(xiàn)象盲。同撿時，棵偶合論后的痕π塑軌道抵因部然分填截充電兇子，岡使躍筍遷幾醫(yī)率減詢少，待產(chǎn)生渾減色運效應粉。減線色效銳應與拼小分矩子插琴入程可度有需關，壞減色格效應榜越明倡顯，葡吸收記峰紅望移越采大，洗表明快插入陽程度躺越大降。妙圖5柳區(qū)化合泰物展Ⅰ旨(a當)、動Ⅱ組(b工)、建Ⅲ即(c拴)、勿Ⅳ路(d薦)活與小隨牛胸分腺D虹NA譯相附互作文用的攤吸收扒光譜鏡圖招化合提物與卻DN粘A作美用的種吸收鍋光譜治如圖那5所關示。破作用豪后的甘相關縮數(shù)據(jù)敗見表栽1。擇從圖復中可貸見，究化合翻物溶桂液中陳加入霸DN顧A后善都出侵現(xiàn)不阻同程蓄度的竟擾動淺，化懼合物簡的吸祝收光栽譜都報出現(xiàn)目了減悠色效盾應，可較強概的紅績移現(xiàn)鞋象。旗這些慨光譜節(jié)變化虎特征果表明旦化合品物是誦以嵌題入模午式與耐DN方A作意用的攀。亭為了撕定量撫的比銀較化鈔合物利與D染NA摟結合塌的強阻弱，川我們順通過按化合突物光抗譜滴伏定實霉驗，界以最徒大波蒙長峰獨吸光昏度的乞變化損，按捏照下越列方制程式腦計算割了化昨合物閥與D攝NA揉的結候合常稀數(shù)K既b汽[8耽]逃。敲澆腸絕鄙幻幟鵲冷尼[印DN巧A]健/(搶ε謝a狀-危ε鄰f擇)=芝[D艙NA歷]/堂(疊ε移b非-獎ε酸f更)+拳1/痛Kb險(慣ε柄b祖-仔ε翅f增)辮式中驗[D符NA塑]表秋示D診NA沫濃度營，踢ε呢a靠，詠ε斧f糠和辟ε支b林分別洞表示籌A幫ob嚼sd壇/[?；先菸颹唉，自悶由化蝴合物惑的摩艦爾吸掙光系這數(shù)和喜完全番結合怠后的背化合山物的幼摩爾線吸光謊系數(shù)弓。以委[D姨NA家]/偏(朽ε匆a創(chuàng)-脊ε網(wǎng)f貴)對榮[D架NA的]作購圖，第斜率棟與截掠距的滑比值披為結吵合常驢數(shù)欺Kb困，如借表1田所示禾。與柏文獻院比較愛，化巴合物盾與D硬NA付的結你合力喘較強犁[9誰.1河0]貸。革表1三化牽合物秒與小舅牛胸球腺D圖NA摸相互山作用飯的吸錢收光竊譜變伐化擱化合漲物外λ靠ma純x碌/n法m文紅移調Δλ縣/n技m蛙減色役率遇%搖結合幼常數(shù)跳K搖b磁/M鑰-1壘自由掛結合患30石3咬33序8佛39屠8狂41鞋4冶34劫5東40汽6仆42刮5廁7嘩8輔11稍24津.8部38泛.0呈35戀.7具19歐.5麻×缺10銹4合30吼4拋32啊7搶35群5檢37襲2猴33根2渣36買4漏38汁2也5肢9磨10姑16斜.1狠34北.8搶33口.0項8.量4龜×擊10揀4顯31皆7專33暖6較39釀8引41鄉(xiāng)3扒33驗8豈40爺0烤41刺4新2跨2林1并14邀.8債17常.6闊14搖.8曠17遍.6岔×妙10籌4弟31蕉8槳32丟6作35屆8召37蒼7交32櫻9胞36蔽6鎮(zhèn)38磁4距3摧8姥7康14凍.4遼32樓.4繳27雨.0秤12禽.8仔×四10失4酸2.鵝3吲咸哚喹爭啉類虹化合市物的仔抗癌樂活性坊測定臣及研辣究前盈景疫應用棕噻唑匆藍（飛MT戴T）裳法測度定了國這4喇個吲田哚喹繳啉類獅化合恐物對艦體外喝培養(yǎng)狂的人全鼻咽省癌C達NE逃2細詠胞、科人肝碌癌竿Be紛l-舉74負02招細胞兵和人床肺腺觸癌G惰LC抖-8幣2細撒胞的啄生長雄抑制宵率（金IR饅%）拜。柔表2責吲哚套喹啉捧化合全物對繪人癌遭細胞堤的平躺均生魂長抑化制率償（I芹R%蝶）燭Co悠mp繁ou閱nd斯CN寄E2脫B染el摘-7飽40訓2結果表明4種化合物1.566.25g/ml濃度下對上述3種人癌細胞均有不同程度的抗癌活性，對人癌細胞的均有強的生長抑制作用，生長抑制率均8結果表明4種化合物1.566.25g/ml濃度下對上述3種人癌細胞均有不同程度的抗癌活性，對人癌細胞的均有強的生長抑制作用，生長抑制率均80%99%范圍。3種人癌中，對肺腺癌的作用要比對鼻咽癌和肝癌的作用要強，因其用量較少。燙(6椒.2通5玉g/竹ml鍬)膨(6派.2歷5蘋g/榜ml因)毒(1蘋.5誤62正5改g/鉗ml有)近Co咸mp僵ou戰(zhàn)nd笑-1早99謎.0武96魂.2刃94魔.8闊Co襯mp茂ou拾nd海-退2波97扎.8似95驅.7臉77砍.1信Co站mp揉ou發(fā)nd黃-漲3疏96儀.7底93穗.0賠77旅.8疲Co愿mp景ou械nd稼-紡4渣98銷.4紐96酷.8錯66螞.6碼本實子驗表啦明，互吲哚純喹啉責類化始合物襯對體庫外培炊養(yǎng)的蹄3種田人癌凈細胞窮有明架顯的別抗癌短活性溜。嘩我們鵝可以塌將它嶄作為耐具有拍多種殿功能度的抗秋癌藥撇物來晴開發(fā)壁。株致謝上本研稈究是壟在古礎練權惕教授糞，周競金林畢和郭辨新東天兩位臨博士夕以及什鮑雅左丹同噸學的撒悉心陣指導險和幫綿助下墻完成期的，歡他們奧對科提學嚴響謹?shù)牡貞B(tài)度卵和孜匯孜不于倦的抽精神屋使我牧受益某菲淺秘，在暖此對違他們亦表示咱衷心依的感睜謝；竹還要事感謝狹中山辛大學盟腫瘤丈研究袖所符靠博士雙幫忙稈測試杜化合賴物的獎抗腫秒瘤活防性，置以及恭化工養(yǎng)學院石創(chuàng)新亞基金派對本景實驗罵提供拜的資陳助。室參掠蝴考刮摧青文因斤獻挑Er耽wa阻n程Ar乘ze柄l,昆P屬at鵝ri脂ck燒R暈oc足ca紅,紋Ph緩il床ip寧pe覆G仍re兄ll它ie視r,鼓e仙t淹al龜.愁Ne索w沙Sy夸nt箱he幼si諷s母of懂B佩en兇zo您-據(jù)δ經(jīng)-c志ar慎bo循li笨ne悄s,竭C雁ry館pt柳ol妨ep棗in絕es鄉(xiāng),她an駱d說Th捧ei勤r苗Sa早lt暫s:扔I甜n薦Vi敗tr作o充Cy鐮to僅to驅xi橋c,拼A姨nt幻ip弟la課sm顏od派ia撤l,軋a寶nd娘A流nt露it格ry幸pa欣no偵so司ma么l推Ac腦ti全vi呈ti順es胖o捎f廈δ吩-c賄ar勺bo纖li河ne皮s,妨B管en微zo廢-哲δ屑-c驕ar嶺bo卸li促ne肢s,溝C熱ry燦pt勵ol秘ep碑in軍es陣,革an錄d腥Cr偵yp拴to咸le蓄pi畫ne前s.煌J毒.都Me喂d.僵C材he燦m.臘2察00園1,珠44勁,9研49它-9施60誦Ra勉uw符al陳d,吧H雙.達W.絕,紙Ko沉be巴r,常M攏.;機M竊ut盛sc溝he肺r,雙E潔,裳et葡a仍l.壤C續(xù)ry僻pt啦ol丸ep芽is硬s止an計gu培in耐ol衡en體ta滿:忽An至ti北mu宴sc割ar既in庫ic厭P筒ro煉pe清rt趴ie劍s驢of獎C趣ry摔pt涌ol送ep超in透e.梅P狗la夾nt景a單Me蒙d.撈1軍99度2,疏5鑒8,鄉(xiāng)4壽86鴨-4滾88千.輔Jo矩hn鑄N笨.血Li床sg巴ar堆te洪n,旋M騎iq禿ue赤l(xiāng)桌Co零ll馬,歉Jo菜se龍P直or享tu敢ga衰l,葛e畫t攝al裕.裝Th字e覺an堂ti搞ma致la攝ri忽al逗a笑nd公c旋yt醬ot呆ox父ic爽d最ru度g好cr段yp乏to小le畜pi舉ne文i蠟nt煙er寄ca斥la旦te詳s綢in灘to雜D陸NA夠a蘇t測cy應to棟si鏟ne閱-c照yt請os胃in漸e躁si懶te吊s.緞N移at陰ur匯e禍st之ru臣ct酷ur揪al兩b奪io方lo泰gy內,砍20應02養(yǎng),哈9:遙57芹~6農(nóng)0倍Fr啞ed該er肢ic右k凳C.幻A.券,車Wi車ll各ia睜ms稀L逢.傳D.鼠,弓Ug趁he更tt踏o唐G.波e撞t燥al貧.薄St銀ru佛ct障ur揪e遠co唉mp絲ar柿is吊on切o栗f恥an井ti府ca捉nc飾er著d班ru熄g-棗DN山A療co科mp訂le早xe融s:艦a探dr耗ia超my逃ci億n艘an令d或da高un晴om偷yc斃in民.今Bi奧oc摧he濤mi嫩st延ry粘,蓬19旅90級,交29故:露25到38正-2方54濫9閱Gr焦ah肥am鐘J校.悟At烘we謊ll滾,匪Br滋uc搶e駐F.佛G谷ai肆n,殖B疲ru肚ce源C甩.川Ba視gu徐le極y.歸e掀t跳al肆.爭Po葉te瞧nt禍ia搬l繁An塔ti羽tu被mo鑒r揮Ag聰en僵ts裳.嗚43趟.蒼Sy攻nt鐘he當si貨s蝴an達d晶Bi太ol旁og留ic桃al唇A舌ct相iv討it慮y袋of禽D儲ib森as拼ic燭9寇-A澤mi芬no婆ac聯(lián)ri正di管ne望-4站-c寸ar走bo股xa濟mi暫de啞s,趕a魔n漠ew揭C戲la須ss粗o齊f艱An憐ti兼tu餃mo跳r虛Ag絞en釘t.傷J筍.慣Me況d.倚C趟he踏m.貝1班98蘆4,吸27侄,1綠48豐1-栽14漢85淘Ze香e-支Ch芬en匆g,條r.狠K-回Y.洲,隸Po船dr促eb叔ar遣ac杜,慶et勿a碌l.誓J港.拆Me顫d.死C帽he谷m.養(yǎng)1森97認9,智22猶,5廈01誦Fe杜ig叨on串,J閱.,惹D仁en妹ny脈,冠W.悔A鹿.購le裳up押in牛,W氧.,旺K品ea黨rn舅s,糟D鹿.饒R.扭J社.威Me三d.坡C小he桂m.咸1爹98勁4,凱27鴨,4豆50距Ja析me險s恨M.想C蟲re荒ns既ha掉w,狂D肚av朝id點E匙.椒Gr柿av并es凈,駝Wi棋ll荒ia辭m褲A.猶D遠en構ny星.壺In恒te執(zhí)ra側ct特io蔽n剃of傾A寧cr槽id傻in奶e敘An杜ti沸tu折mo把r超Ag夫en居ts還w悅it艇h之DN旋A:眼B綠in沖di拌ng政E盾ne姑rg器ie浙s掀an稻d濫Gr貸oo氣ve喉P騰re譜fe挺re這nc陰es灰,軌Bi襖oc脂he扶mi判st聯(lián)ry準,驢19共95低,3保4,無13鑒68煩2-符13錄68驕7欺M.當S.氧I駝br踏ah評im草,傭Vo謎lt移am桃me輝tr之ic予s渡tu嗎di布es才o夏f到th愈e斯in顏te貪ra漏ct輛io壯n牢of中n述og膏al銷am沖yc逃in偷a冤nt星it取um地or繁d挎ru閃g喪wi而th予D慕NA者.選An睜al甜yt丙ic革a蝴Ch直im斧ic竿a筑Ac兄ta綠.電20間01騰,4嶺43用,6緞3-粉72你Yu防ji漫M厘ik瑞at航a,紅M與ik轉a瘋Yo紙ko攝ya統(tǒng)ma安,池Sh膽un誕-i膠ch錦ir狠o矩Og撥ur璃a,戴e雖t斜al備.諒Ef奉fe素ct冊o摘f瀉si搞de蔑c高ha囑in煤l階oc珠at奔io粱n臨in暗(紹2-捎am辟in歲oe即th饅yl擱)-受am矛in縱om悶et慶hy滑l-塑2-鳴ph勿en軍yl說qu疊in堡il享in漁es刷a臨s畫an貼ti封tu諷mo之r霸ag禽en握ts敘.漸Bi鑼oo富rg擱an檔ic抓&坑M乳ed適ic悔in濕al拌C禿he托mi郊dt仙ry擾L艷et全te桑rs贈.倡19責98澤,球8,麻1哀24肉3-傳12照48純附：搶論文挨中所蚊完成怠的新災化合悉物涉某及本草實驗虹室