用作DNA裂解剂的化合物的制作方法

本发明涉及生物化学领域，尤其涉及一种新的dna裂解剂。进一步地，本发明提供的新的dna裂解剂还可能被用于制备抗肿瘤药物和/或光敏化试剂。

背景技术：

常见的dna裂解剂可以分为两种：生物裂解剂，如核酸酶等，和化学裂解剂(或化学核酸酶)。一般地，生物裂解剂，如核酸酶多提取自自然界生物体，或在其基础上改进而来。例如，自e.coli中分离的用于限制性酶切的ecori内切酶。常见生物性dna裂解剂的反应条件较为苛刻和复杂，往往除需要mg²⁺外，还需要s-腺苷-l甲硫氨酸、atp等，且其最适反应温度多在37℃左右。此外，由于很多生物源核酸酶为多肽，容易失活和失去dna切割或裂解活性。上世纪八十年代，研究人员首次发现ru(ii)联吡啶配合物具有光诱导的dna裂解功能。此类dna裂解剂具有多种潜在应用：(1)用于对dna某些位点的特异性剪切；(2)用作核酸非放射性的发光或电化学发光标记物，如作为dna“分子光开关”等；(3)合成出对某些与基因突变有关疾病，如癌症等疾病，的治疗药物。化学dna裂解剂同时具有生物性dna裂解剂的高度特异性，和允许研究人员预先设计dna裂解位点的可设计性(或可编程性)，在dna分子光开关、结构探针、光探针、光裂解试剂、抗肿瘤药物、光敏化试剂等方面具有巨大的应用潜力。然而，化学dna裂解剂的应用前景取决于其裂解能力。现有的ru(ii)联吡啶配合物的光激发下还原电势较低，这限制了现有的ru(ii)联吡啶配合物的实际应用。

技术实现要素：

本发明的主要优势在于其提供一种新的化学dna裂解剂，其具有远超现有化学dna裂解剂的还原电势，其中本发明化学dna裂解剂下述结构式：

其中前者的理论还原电势为1.624v，后者的理论还原电势为1.680v，均超过现有的ru(ii)联吡啶配合物的还原电势。换句话说，本发明提供一种具有高裂解能力的化学dna裂解剂。进一步地，本发明化学dna裂解剂可用作dna光裂解试剂、抗肿瘤药物和/或光敏化试剂。

具体实施方式

依本发明较佳实施例，本发明提供一种化学dna裂解剂，其具有下述结构式：

其中结构式i的理论还原电势为1.624v，结构式ii的理论还原电势为1.680v，均超过现有的ru(ii)联吡啶配合物的还原电势。换句话说，本发明结构式i和结构式ii的化学dna裂解剂均具有高dna光裂解能力。进一步地，本发明结构式i和结构式ii的化学dna裂解剂均可用作dna光裂解试剂、抗肿瘤药物和/或光敏化试剂。

下述示例用于举例说明本发明结构式i和结构式ii的化学dna裂解剂的还原电势及其计算方法。本领域技术人员能够理解，采用何种方法检测或计算化学dna裂解剂的还原电势，并不构成对本发明范围的限制。对本领域技术人员显而易见的是，存在其它检测或计算方法来确定本发明化学dna裂解剂的还原电势。

示例1：具有结构式i的化学dna裂解剂的还原电势及其计算

采用ub3lyp方法，钌原子采用lanl2dz基组，其它原子采用6-31g(d)基组，优化得到具有结构式i的化合物。对此化合物，溶液中的数据采用连续极性导体模型(cpcm)和默认参数进行计算得到。优化得到的三重态分子，作为分子的最低三重激发态(t1)。液相中的吉布斯自由能采用cpcm模型通过单点计算得到。对于激发态配合物的热力学数据，采用单点计算的方法获得。所有计算采用gaussian09程序包(revisiond.01)。

基于热力学循环原理，采取下述方案1，计算具有结构式i的化学dna裂解剂的还原电势，其中具有结构式i的化学dna裂解剂的标准氧化还原电位相对于标准汞电极(sce)可以用下述方程(1)得到。标准氢电极(she)的吉布斯自由能变值相当于下述方程(8)的吉布斯自由能变值。因为标准甘汞电极相对于氢电极的电位是-0.2412v，sce的吉布斯自由能变值(相当于下述方程(9)的自由能变值)是由标准氢电极的吉布斯自由能变值加上0.2412ev得到：

方案1：热力学循环方法计算溶液中的氧化还原电势：

其中，

δg^o(2)＝g^o[ru(tap)2tanp]⁽ⁿ⁺¹⁾⁺(aq)-g^o[ru(tap)2tanp]⁽ⁿ⁺¹⁾⁺(gas)(6)

δg^o(1)＝g^o[ru(tap)2tanp]ⁿ⁺(aq)-g^o[ru(tap)2tanp]ⁿ⁺(gas)(7)

其中，所有相关的自由能变值均在标准条件下计算得到。例如：温度为298.15k，压力为1个标准大气压，溶液为1mol/l(水为溶剂)；气体为298.15k，1个标准大气压。结构式i的化学dna裂解剂的还原电势所需要的数据如表1：

表1：

其中计算得到的具有结构式i的化学dna裂解剂的还原电势为1.624v。

示例2：具有结构式ii的化学dna裂解剂的还原电势及其计算

采用ub3lyp方法，钌原子采用lanl2dz基组，其它原子采用6-31g(d)基组，优化得到具有结构式ii的化合物。对此化合物，溶液中的数据采用连续极性导体模型(cpcm)和默认参数进行计算得到。优化得到的三重态分子，作为分子的最低三重激发态(t1)。液相中的吉布斯自由能采用cpcm模型通过单点计算得到。对于激发态配合物的热力学数据，采用单点计算的方法获得。所有计算采用gaussian09程序包(revisiond.01)。

基于热力学循环原理，采取下述方案2，计算具有结构式ii的化学dna裂解剂的还原电势，其中具有结构式ii的化学dna裂解剂的标准氧化还原电位相对于标准汞电极(sce)可以用下述方程(1)得到。标准氢电极(she)的吉布斯自由能变值相当于下述方程(8)的吉布斯自由能变值。因为标准甘汞电极相对于氢电极的电位是-0.2412v，sce的吉布斯自由能变值(相当于下述方程(9)的自由能变值)是由标准氢电极的吉布斯自由能变值加上0.2412ev得到：

方案2：热力学循环方法计算溶液中的氧化还原电势：

其中，

δg^o(2)＝g^o[ru(dcp)2phhat]⁽ⁿ⁺¹⁾⁺(aq)-g^o[ru(dcp)2phhat]⁽ⁿ⁺¹⁾⁺(gas)(6)

δg^o(1)＝g^o[ru(tap)2phhat]ⁿ⁺(aq)-g^o[ru(dcp)2phhat]ⁿ⁺(gas)(7)

其中，所有相关的自由能变值均在标准条件下计算得到。例如：温度为298.15k，压力为1个标准大气压，溶液为1mol/l(水为溶剂)；气体为298.15k，1个标准大气压。结构式ii的化学dna裂解剂的还原电势所需要的数据如表2：

表2：

其中计算得到的具有结构式ii的化学dna裂解剂的还原电势为1.680v。