《原子尺度下研究G-四分體與小分子配體相互作用機制》是依託同濟大學，由許維擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：原子尺度下研究G-四分體與小分子配體相互作用機制
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：許維
- 依託單位：同濟大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
以G-四鏈體為抗腫瘤藥物作用靶點對化合物進行篩選和結構設計是目前化學和生物學領域密切關注的問題。理解G-四鏈體與小分子配體相互作用機制是設計特異靶向性藥物的基礎，也是目前研究的熱點和難點。本申請項目擬利用超高真空掃描隧道顯微鏡（UHV-STM）高分辨成像及精準的操縱技術結合密度泛函理論（DFT）計算在原子尺度下系統研究小分子配體和G-四鏈體基本結構單元（G-四分體）的相互作用機制。UHV-STM可直接觀測到小分子配體和G-四分體的結合方式，並可辨別小分子配體與G-四分體的作用位點，STM操縱技術可以從實驗角度定性區分范德華力、氫鍵、配位鍵等不同作用力，結合DFT計算可定量研究上述各種作用力在形成小分子配體與G-四分體絡合物中各自的作用。旨在通過本項目的研究，利用表面科學的方法探索和G-四鏈體有特異性結合能力的小分子配體結構信息，為篩選、設計、合成特異性靶向G-四鏈體的抗癌藥物提供理論依據。
結題摘要
理解 G-四鏈體與小分子配體相互作用機制是設計特異靶向性藥物的基礎，也是目前研究的熱點和難點。本項目擬利用超高真空掃描隧道顯微鏡 （UHV-STM）高分辨成像及精準的操縱技術結合密度泛函理論（DFT）計算在單分子尺度下研究小分子配體和 G-四鏈體基本結構單元（G-四分體）的相互作用機制。UHV-STM 可直接觀測到小分子配體和 G-四分體的結合方式，並可辨別小分子配體與 G-四分體的作用位點，STM 操縱技術可以從實驗角度定性區分范德華力、氫鍵、配位鍵等不同作用力，結合 DFT 計算可定量研究上述各種作用力在形成小分子配體與 G-四分體絡合物中各自的作用。另外，水在生命活動中扮演著重要角色。探究水分子與鹼基分子之間相互對於設計特異性小分子配體具有重要意義，同時更為重要的是在超高真空環境中精準地引入一定量的水分子可以將研究體系進一步接近真實的溶液生理環境，建立“溶液環境下” 的對比模型將對研究真實生物體系有更實際的指導意義。 本項目中，取得了如下重要結果： 1. 在表面製備出多種G-四分體-金屬中心結構，揭示了鹼金屬，鹼土金屬，過渡金屬在穩定G-四分體結構中各自的貢獻； 2. 以G-四分體-Fe為模型體系，通過STM操縱技術干擾G-Fe之間的配位鍵，從而調控了Fe中心的電磁性質； 3. 實空間發現了水分子誘導下鹼基互變異構現象。
