联吡啶Cuppt幻灯片

1、联吡啶-Cu（）配合物与DNA的相互作用研究系 别、专 业 化 学 专 业 研 究 方 向 分 析 化 学 学 生 姓 名 学 号 20314414115 指导教师姓名 王 岩 玲 指导教师职称 讲 师 2007年5 月 12 日1目次1 引言.12 实验部分.12.1 仪器与试剂.12.2 实验方法.23 结果与讨论.23.1 Cu(sal)22+配合物与DNA相互作用的电化学行为研究.23.2 Cu(sal)22+配合物与DNA的光谱化学研究.4参考文献.5致谢.52摘要 以2,2联吡啶为配体合成了联吡啶-Cu（）配合物Cu(bipy)22+。使用荧光、紫外吸收光度法和伏安法研究了Cu(b

2、ipy)22+配合物与DNA的相互作用。结果发现Cu(bipy)22+配合物与DNA之间有较高的结合常数K=0.324104L/mol并且k+/k2+=0.76表明Cu(bipy)22+配合物与DNA的键合作用是Cu(bipy)2+配合物与DNA键合作用的1.3倍。证明了Cu(bipy)22+配合物与DNA之间的作用方式为静电引力。关键词 Cu(bipy)22+配合物 DNA 相互作用 3一.引言脱氧核糖核酸（DNA）是生物体中的重要组成部分，是遗传信息的携带者，也是基因表达的物质基础。它在生物的生长发育和繁殖等生命活动中具有十分重要的作用，因此DNA是现代生物学和医学研究的重要课题之一。小分

3、子与DNA的相互作用的研究是新型药物分子设计的理论基础。近几年来，人工合成的过渡金属配合物与DNA的相互作用引起人们的关注。例如，邻二氮菲-Cu()1，Fe-EDTA2，卟啉-Mn（）3，多聚吡啶-Ru（）4以及一些水溶性希夫碱5-7。本文以2,2联吡啶为配体合成了Cu(bipy)2Cl2配合物。将光学与电学相结合，研究了Cu(bipy)22+配合物与DNA的相互作用。研究表明，该配合物与DNA有较高的结合常数，且Cu(bipy)22+ 配合物离子与 DNA的键合作用强于 Cu(bipy)2+ 配合物离子与DNA的键合作用。结果显示，它们之间的相互作用为静电引力。4二.实验部分5（一）仪器与试

4、剂930荧光光度计（上海第三分析仪器厂）； TU-1901双光束紫外可见分光光度器（北京普析仪器有限公司）；LK2005型电化学工作站（天津兰力科化学电子高技术有限公司）；三电极体系：工作电极为金电极，参比电极为饱和甘汞电极，对电极为铂电极；PHS-3C型酸度计（上海天达仪器有限公司）Cu(bipy)22+配合物的制备与文献报道的一致，实验是在室温下进行的。DNA为上海伯奥生物科技有限公司产品，使用时没有进一步纯化，储存在4条件下，使用寿命不超过5天。DNA的浓度（以核苷酸计）确定是以在260 nm 处的摩尔吸光系数为6600M-1cm-19计算得到的。Tris三（羟甲基）氨基甲烷是上海伯奥生

5、物科技有限责任公司产品。其它试剂均为分析纯；。6（二）实验方法荧光和吸收光谱：固定Cu(bipy)22+配合物浓度，加入不同浓度DNA，记录吸收光谱和荧光光谱。吸收光谱的参比液为同浓度的DNA溶液。支持电解质为10mMTris-HCl缓冲溶液（pH=7.4）。循环伏安和示差脉冲曲线：实验前，工作电极金圆盘电极用0.25MAl2O3抛光，接着超声清洗。实验有三电极系统构成，在一个简单的电解池中进行；支持电解质为50mMTris-HCl缓冲溶液（pH=7.4）。7三结果与讨论8(一.吸收与荧光光谱)在Cu(bipy)22+配合物浓度为5.010-4M和50mMTris-HCl缓冲溶液的体系中，加入

6、不同浓度的鱼精-DNA，记录的吸收光谱见图1。当DNA浓度增加时，体系的吸光度减小。根据方程8c/ap=c/+1/(K)其中ap=(a-f), =(b-f), a=Aabc/c(Cu(bipy)22+)，b和f分别为Cu(bipy)22+与DNA结合态和游离态Cu(bipy)22+的摩尔吸收系数。根据方程，以c/ap对c(DNA)作图，由直线的斜率与Y轴截距之比求得Cu(bipy)22+配合物与DNA作用的结合常数为0.324104L/mol。较高的结合常数表明， Cu(bipy)22+配合物与DNA发生了较强的相互作用。9图1 Cu(bipy)22+配合物加入不同浓度 DNA的吸收光谱图 在

7、Cu(bipy)22+配合物浓度为5.010-4M和50mMTris-HCl缓冲溶液的体系中，加入不同浓度的鱼精-DNA，记录的吸收光谱见图1。当DNA浓度增加时，体系的吸光度减小。根据方程8c/ap=c/+1/(K)求得Cu(bipy)22+配合物与DNA作用的结合常数为0.324104L/mol。较高的结合常数表明， Cu(bipy)22+配合物与DNA发生了较强的相互作用。10 图2 Cu(bipy)22+配合物加入不同浓度DNA的荧光光谱图图2是在与图1相同的试验条件下，存在和不存在DNA是体系的荧光光谱。从图中可见，体系的荧光强度随DNA浓度的逐渐增大而显著增强，这说明Cu(bipy

8、)22+配合物与DNA发生了较强的相互作用，这与吸收光谱得到的较高结合常数相吻合。11小分子与双螺旋DNA的作用一般有嵌入结合、沟槽结合和静电结合三种模式8。其中，前两种结合与DNA的双螺旋有关，而静电作用则发生在沟槽之外。12为了比较，同时研究了配合物与热变性DNA的相互作用，当DNA经热变性后，其双螺旋结构被破坏。如果小分子与DNA键合作用是通过嵌入或沟槽方式，则当DNA变性后，这种作用应该减弱或消失，但是结果表明，配合物与变性DNA和天然DNA的作用能力几乎一致。可见， Cu(bipy)22+配合物与DNA的相互作用模式应该以静电作用为主。13(二).伏安曲线由Cu(bipy)22+配合

9、物与Cu(bipy)22+-DNA体系的循环伏安图（图3）可以看出，无DNA存在时（曲线1），配合物Epc=-0.169V，Epa=-0.066V，Ep=101V。阳极峰电流与阴极峰电流之比ipc/ipa=1.1，峰电流与扫速的一次方成正比，这些结果表明，Cu(bipy)22+配合物的电极过程是一个受吸附控制的准可逆过程。当加入不同浓度DNA后，Cu(bipy)22+配合物的氧化还原峰电流明显降低，可逆性变差。这说明配合物与DNA发生了较强的相互作用，即Cu(bipy)22+配合物离子与DNA磷酸骨架上的负电荷以静电方式结合。14图3 Cu(bipy)22+配合物加入不同浓度DNA的循环伏安曲

10、线 无DNA存在时（曲线1），配合物Epc=-0.169V，Epa=-0.066V，Ep=101mV。阳极峰电流与阴极峰电流之比ipc/ipa=1.1，峰电流与扫速的一次方成正比，这些结果表明，Cu(bipy)22+配合物的电极过程是一个受吸附控制的准可逆过程。当加入不同浓度DNA后，Cu(bipy)22+配合物的氧化还原峰电流明显降低，可逆性变差。这说明配合物与DNA发生了较强的相互作用，即Cu(bipy)22+配合物离子与DNA磷酸骨架上的负电荷以静电方式结合。15图4 5.0010-4mol L-1Cu(bipy)22+配合物在不存在DNA（1）和存在DNA（2）的示差脉冲伏安曲线 在D

11、NA存在下，Cu(bipy)22+配合物的峰电流明显降低。根据方程10Eb0- Ef0=0.0591Log(k+/k2+) 其中Eb0和Ef0是Cu(bipy)22+/ Cu(bipy)2+配合物电对在结合态和游离态的电位。k+/k2+=0.76。 说明Cu(bipy)22+与DNA结合的能力比Cu(bipy)2+与DNA的结合能力大1.3倍，即Cu(bipy)22+配合物与磷酸骨架上的负电荷以静电结合的能力比Cu(bipy)2+要大。16小结：本文以2,2联吡啶为配体合成了联吡啶-Cu（）配合物Cu(bipy)22+。使用荧光、紫外吸收光度法和伏安法研究了Cu(bipy)22+配合物与DNA

12、的相互作用。结果发现Cu(bipy)22+配合物与DNA之间有较高的结合常数K=0.324104L/mol并且k+/k2+=0.76表明Cu(bipy)22+配合物与DNA的键合作用是Cu(bipy)2+配合物与DNA键合作用的1.3倍。证明了Cu(bipy)22+配合物与DNA之间的作用方式为静电引力。17参考文献1.H.E.Moserand p.b.Dervan,Science,1987,238,645.2.J.C.Francois,T. Saison-Behmoaras,M.Chassignol,N.T.Thuong,and C.Helene,J.Biol.Chem.,1989,264,

13、5891.3.R.S.Youngquist and P.B.Dervan,J.Am.Chem.Soc.,1985,107,5528.4.W.S.Wade and P.B.Dervan,J.Am.Chem.Soc.,1987,109,1574.5.D.Y.Zhao,D.W.Pang,Z.L.Wang, J.K.Cheng, Z.F.Luo,C.J.Feng, H.Y.Sheng, X.C.Zhang,Acta Chim. Sinica(in Chinese),1997,56,178.6.G.W.Yang,X.P.Xia, C.X.Zhao, Chinese J.App.Chem.(in Chinese),1995,12(2),13.7.G.W.Yang,X.P.Xia,H.Tu,C.X.Zhao