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生物大分子核酸(DNA)不仅参与生物的生命活动,而且与致癌等生命异常情况紧密相关,因此它常常作为靶分子来进行某些疾病发病机理的研究。然而,核酸碱基序列并非一成不变,通常有两种路径会导致DNA碱基序列发生改变进而降解DNA信息含量：1、DNA碱基在基因复制的过程中可能发生直接误配。2、由核酸遭受破坏所引起的化学修饰的核酸形成。若受损的中期细胞未被完全杀死,终结果都会使DNA发生诱变,从而增加癌症和基因病的发生率。研究表明,剪式G：A错配是所有的错配碱基配对中最难被识别修复的。错配区域的核苷酸A、G从链内滑移出来,分别与互补链上的核苷酸A、G形成链间交联堆积,其稳定性类似于正常碱基配对,因而很难被识别,所以对这类错配的研究很有研究价值和挑战性。目前为止,对这种错配的特异性识别还未见报道。近期,课题组利用二维核磁研究外消旋体系与短链寡聚核苷酸的作用,表明配合物[Co(phen)2hpip]3+可以优先识别剪式G：A错配区域,并有潜在的修复功能。鉴于此,我们拟在设计合成错配DNA识别体系的基础上,着重筛选可以特异性识别剪式G：A错配的金属配合物,并研究两者相互作用的精细、确切情态。具体工作如下：1.合成了一个钌的多吡啶配合物[Ru(phen)2(DPPN)]2+(DPPN=benzo[i] dipyrido[3,2-a:2’,3’-c]phenazine),通过紫外可见吸收光谱、电喷雾质谱、1H NMR以及DQF-COSY谱对其进行结构表征。2.二维NMR方法：运用1H、31P、2D NOESY和DQF-COSY等谱研究配合物与错配及正常DNA作用的位点选择性。结果显示,[Ru(phen)2(DPPN)]2+与错配寡聚DNA作用后,DPPN和DNA的质子共振加宽,DPPN质子共振向高场位移,表明二者作用模式为插入作用。NOESY谱上出现了许多配合物质子与寡聚核苷酸质子的NOE相关峰,进一步研究得出DPPN配体与错配寡聚核苷酸有两个作用位点,一是从大沟方向插入到错配相邻区域A4A5：T6G7,二是从小沟插入C2G3：A8G9碱基对间并延伸到大沟；而[Ru(phen)2(DPPN)]2+与正常寡聚DNA序列作用后,DPPN质子共振加宽并高场位移,但在2D NOESY谱上观察不到二者的NOE相关峰,无法指认它们作用的位点。3.分子模拟法：应用分子力学InsightⅡ软件进行构象分析,探索手性配合物与寡聚核苷酸片段结合的相互作用。计算结果表明,[Ru(phen)2(DPPN)]2+与错配DNA作用时,配合物左手异构体优先从大沟插入错配DNA的A4A5／T6G7区域,过程体现了手性选择性、沟选择性和位点特异性。同时分析结构发现,配合物的两个异构体对错配DNA均有一定程度的修复作用,使得错配DNA的剪式构型逐步趋于平行式；配合物从小沟方向识别正常DNA的T6G7：A4A5区域,识别的过程体现了沟选择性和位点选择性。4.光谱法：通过荧光光谱、紫外吸收光谱实验研究了该配合物与错配DNA的作用。研究发现,二者作用后配合物荧光强度微小增强,由大共轭平面DPPN与DNA碱基对发生π电子堆积所引起的紫外吸收红移和减色说明配合物以DPPN为插入配体与错配寡聚核苷酸发生插入作用,配合物与错配DNA的结合常数为7.20×105M-1；配合物与正常DNA作用后荧光有微小增强,紫外吸收峰红移并减色,二者结合常数为3.85×105 M-1。