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在本室已有研究结果基础上,我们设计合成了新结构钌(Ⅱ)多吡啶配合物一例,结合光谱学研究方法(紫外吸收光谱、圆二色谱、稳态荧光猝灭等)、生物物理学研究方法(等温滴定量热、粘度实验等)和分子生物学方法(平衡透析、凝胶电泳等)多种手段对该配合物与DNA、RNA相互作用的性质进行了较为系统的研究。运用MTT和台盼兰方法检测了该配合物对肿瘤细胞的毒性,应用流式细胞技术探讨了配合物诱导肿瘤细胞的凋亡效应,最后考察了配合物光断裂DNA的机理及推断了细胞凋亡过程中的可能事件。具体包括以下几个方面：(1)设计合成了一例钌(Ⅱ)多吡啶配合物[Ru(dmp)2PMIP]2+(dmp= 2,9-二甲基-1,10-邻菲咯啉,PMIP= 2-(4-甲基苯基)咪唑并[4,5-f]邻菲咯啉),它和研究组之前研究过的配合物[Ru(phen)2PMIP]2+(phen= 1,10-邻菲咯啉)具有相同的插入配体和不同的辅助配体。综合运用紫外光谱、荧光光谱、粘度测定、平衡透析及圆二色光谱等生物物理学研究方法,对合成的配合物[Ru(dmp)2PMIP]2+与DNA、RNA相互作用进行了比较研究。光谱学、粘度实验的研究结果一致表明,该配合物与小牛胸腺DNA (CT DNA)和酵母tRNA (yeast tRNA)结合遵循的是插入结合模式,且与DNA的结合能力强于与RNA的结合能力。平衡透析后的圆二色谱实验结果表明金属配合物[Ru(dmp)2PMIP]2+的⊿对映体优先于其⊿对映体与DNA/RNA立体选择性结合,并且结合的立体选择性DNA强于RNA。这些结果阐明核酸的结构在与金属配合物的结合过程中起着重要作用。(2)合成了钌(Ⅱ)多吡啶配合物[Ru(phen)2PMIP]2+(phen= 1,10-邻菲咯啉,PMIP= 2-(4-甲基苯基)咪唑并[4,5-f]邻菲咯啉),通过不同温度下的等温滴定量热实验(ITC)比较了配合物[Ru(dmp)2PMIP]2+和[Ru(phen)2PMIP]2+与DNA/RNA的相互作用。实验结果表明,在实验研究温度范围内,配合物[Ru(dmp)2PMIP]2+与CT DNA的结合能力均大于与yeast tRNA的结合能力,与DNA的结合由中等强度的焓减和中等强度的熵增共同驱动,而与RNA的结合在低温时为大的焓减和较小的熵增过程驱动,在较高温度时则由大的焓减驱动完成。配合物[Ru(dmp)2PMIP]2+和[Ru(phen)2PMIP]2+均以单位点结合模式插入到小牛胸腺DNA和酵母tRNA的双链区域,由于辅助配体的影响,配合物[Ru(dmp)2PMIP]2+与CT DNA及yeast tRNA的结合能力均弱于[Ru(phen)2PMIP]2+。两种配合物与核酸的结合过程中均存在疏水表面的包埋。(3)进一步的细胞实验包括使用MTT和台盼兰染色技术,结果表明配合物对肿瘤细胞A549产生毒性,流式细胞实验表明配合物能够诱导肿瘤细胞凋亡而对正常细胞没有显著影响。研究了配合物光断裂质粒pBR322 DNA的能力,实验结果表明钌(Ⅱ)多吡啶配合物光断裂DNA的能力与时间相关,断裂机制是溶液中氧分子与激发态配合物之间发生能量转移生成单线态氧,氧化断裂碱基致DNA断裂。上述三方面的研究工作,对理解金属配合物的结构与化学核酸酶、以核酸为靶标的潜在抗癌药物设计的关系能提供有益帮助。