钌络合物与G四链体DNA相互作用的瞬态光谱研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    21703011
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    25.0万
  • 负责人：
    杨春帆
  • 依托单位：
    北京师范大学
  • 学科分类：
    B0304.化学动力学
  • 结题年份：
    2020
  • 批准年份：
    2017
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2018-01-01 至2020-12-31

项目摘要

It is of a great importance to study the interactions between small molecules and G-quadruplex DNA, because small molecules binding to GQs can inhibit the enzyme telomerase and control the oncogene expression. Ruthenium complexes, which possess superior photochemical and photophysical properties, have attracted significant attention in this field. However, the mechanism of interactions between GQs and ruthenium complexes obtained by steady state spectroscopy has not been yet clear. Due to the “light switch effect” of ruthenium complexes in DNA solutions, we plan to detect the luminescence dynamics of 3MLCT of Ru complex by transient emission spectroscopy, and apply other methods like transient absorption and CD spectroscopy, to investigate the binding modes between them. Our results will be expected to reveal the mechanism of the ruthenium complexes binding to GQs with different configurations, and enantioselectivity interactions with enantiomers of ruthenium complexes. The results will provide a new dynamic experimental method of studying interactions between GQs and ruthenium complexes, and promote a rational design of ruthenium probes, and anticancer drugs that target G-quadruplex DNA.
小分子化合物与G四链体DNA相互作用机理的研究，对于深入认识G四链体抑制端粒酶活性、控制致癌基因表达等科学问题具有重要的意义。金属钌络合物具有丰富的光化学和光物理性质，使这类分子成为研究焦点。然而到目前为止，由于常规方法多为稳态探测，钌络合物与G四链体之间的作用机制和模式还不清楚。本项目拟利用钌络合物的光开关效应，通过瞬态光谱方法探测3MLCT态发光动力学，并结合瞬态吸收光谱、CD光谱等技术手段，研究钌络合物与G四链体结合模式，揭示钌络合物与不同构象G四链体DNA的相互作用机理，探索钌络合物两种对映异构体对G四链体DNA的手性选择性。可为研究G四链体/配体相互作用提供灵敏的动力学实验方法，并为理性设计G四链体结构探针和以G四链体为靶点的抗肿瘤药物奠定基础。

结项摘要

小分子化合物与G四链体DNA相互作用机理的研究，对于深入认识G四链体抑制端粒酶活性.、控制致癌基因表达等科学问题具有重要的意义。金属钌络合物具有丰富的光化学和光物理性质，使这类分子成为研究焦点。本项目拟利用钌络合物的光开关效应，通过瞬态光谱.方法探测3MLCT态发光动力学，并结合瞬态吸收光谱、CD光谱等技术手段，研究钌络合物与G四链体结合模式，揭示钌络合物与不同构象G四链体DNA的相互作用机理。我们研究发现，[Ru(phen)2(dppz)]2+与人体端粒G-四链体能够有效的结合，结合后钌络合物的发光显著增强，表现出光开光效应。结合比1：2，结合常数为5x106M-1。我们通过检测3MLCT 在620 nm发光动力学明确了dppz配体在G-四链体末端的部分和全部堆积的结合模式。另外我们通过超快瞬态吸收的实验发现ds-DNA中受抑制的暗态通道在G-四链体中是开放的，具有从3MLCT到质子化暗态的超快皮秒脱布居过程。测定了暗态形成速率，发现暗态形成速率对局部G-四重结构中质子给体水分子的含量敏感，表明束缚水的不同形式（静态水桥联对角线TTTT环和动态水进入双边TTA环）。首次用超快时间分辨光谱对G-四链体中[Ru(phen)2(dppz)]2+独特的激发态动力学进行了表征，为光活性钌金属配合物在生物应用中的合理设计提供了深入的机理分析。瞬态吸收的技术可为研究G四链体/配体相互作用提供灵敏的动力学实验结果，并为理性设计G四链体结构探针和以G四链体为靶点的抗肿瘤药物奠定基础。

项目成果

期刊论文数量（2）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
Binding Interactions of Zinc Cationic Porphyrin with Duplex DNA: From B-DNA to Z-DNA.
锌阳离子卟啉与双链 DNA 的结合相互作用：从 B-DNA 到 Z-DNA
  • DOI：
    10.3390/ijms19041071
  • 发表时间：
    2018-04-04
  • 期刊：
    International journal of molecular sciences
  • 影响因子：
    5.6
  • 作者：
    Qin T;Liu K;Song D;Yang C;Zhao H;Su H
  • 通讯作者：
    Su H
Preferential Binding of pi-Ligand Porphyrin Targeting 5 '-5 ' Stacking Interface of Human Telomeric RNA G-Quadruplex Dimer
pi-配体卟啉针对人端粒 RNA G-四链体二聚体 5'-5' 堆叠界面的优先结合
  • DOI：
    10.1021/acs.jpclett.9b00637
  • 发表时间：
    2019
  • 期刊：
    Journal of Physical Chemistry Letters
  • 影响因子：
    5.7
  • 作者：
    Qi Qige;Yang Chunfan;Xia Ye;Guo Shaoshi;Song Di;Su Hongmei
  • 通讯作者：
    Su Hongmei

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其他文献

核酸分子光化学反应动力学研究进展
  • DOI：
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  • 发表时间：
    2018
  • 期刊：
    中国科学:化学
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    杨春帆;刘坤辉;赵红梅;宋迪;苏红梅
  • 通讯作者：
    苏红梅
丙烯酰氯分子的气相光解动力学
  • DOI：
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  • 发表时间：
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  • 期刊：
    中国科学
  • 影响因子：
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  • 作者：
    王欢;刘坤辉;杨春帆;苏红梅;吴为强
  • 通讯作者：
    吴为强

其他文献

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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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