钌吡啶络合物与DNA及锌离子作用的荧光光谱
在生命体系的多种生物化学反应中, 金属离子及其配合物起到了酶催化活性中心的作用, 一些重要的反应依靠两种金属协同参与完成. 小分子金属配合物与核酸等生物大分子的相互作用已经成为生物无机化学最基本的反应. 近年来, 八面体过渡金属钌(II)多吡啶配位物与DNA 相互作用的研究受到了广泛的关注. 钌(II)配合物具有良好的稳定性、丰富的光化学和光物理信息, 并被发现在光照后具有核酸化学切割酶的特性. 脱氧核糖核酸DNA作为遗传信息的载体, 不断进行自我复制和表达, 并精确调控生命体的生长、发育等各种复杂的过程. 因此, 利用钌(II)多吡啶配位物作为探针, 研究DNA 的结构和功能的关系, 并深入了解其切割核酸的机理, 将有助于了解生物体内发生变异和产生疾病的本质, 从而为设计合成有效药物提供重要的依据, 对于开发新型的小分子人工酶、光动力学疗法PDT的抗肿瘤药物等也具有重要的价值.
深圳大学化学与化工学院刘剑洪等人报道合成了含多个配位中心的多吡啶配体ODCIP (3,4-二氯基-咪唑并[4,5-f][1,10]邻菲咯啉)和钌(II)多吡啶配位物[Ru(bpy)2(ODCIP)]2＋, 并认为配位物与DNA以部分插入的模式相结合。他们认为, 配合物的配体ODCIP上的咪唑基氮原子和两个Cl可能会与其它金属离子配位成双金属核配合物, 其光谱性质和对DNA的光切割性质也会发生变化. 作为人体内含量仅次于铁的过渡金属, Zn2＋主要存在于金属水解酶、金属硫蛋白和锌指结构中, 在DNA的结合和识别、稳定结构、催化反应和神经信号传导等过程中起到了重要的作用. 然而, 对于Zn2＋在人体中的许多功能仍然了解甚少.
随后他们利用琼脂糖凝胶电泳法研究了钌(II)多吡啶配位物[Ru(bpy)2(ODCIP)]2＋(bpy: 2,2'-联吡啶, ODCIP: 含多个配位中心的多吡啶配体, 3,4-二氯基-咪唑并[4,5-f][1,10]邻菲咯啉)对pBR322质粒DNA的光切割作用及其可能机理, 并运用紫外可见吸收光谱、荧光光谱和琼脂糖凝胶电泳法研究了[Ru(bpy)2(ODCIP)]2＋与Zn2＋配位后与DNA的光谱性质和光切割作用. 结果表明[Ru(bpy)2(ODCIP)]2＋对DNA有较好的光切割作用, 其机理可能是产生了超氧阴离子自由基和单线态氧. [Ru(bpy)2(ODCIP)]2＋与Zn2＋配位可能形成的双核配位物[Ru(bpy)2(ODCIP)Zn]4＋与DNA也能进行插入结合, 对DNA的光切割效果并没有明显增强.