鎳配合物的合成、DNA切割及細(xì)胞活性的研究

高夏南

沈陽科技學(xué)院

鎳配合物的合成、DNA切割及細(xì)胞活性的研究

高夏南

沈陽科技學(xué)院

為了研究金屬與DNA的作用機(jī)制，在室溫條件下，合成了配合物Ni（L）（H2O）4（其中L為吡啶-2,6-二羧酸），并應(yīng)用紅外、元素分析手段對(duì)配合物的進(jìn)行分析，表征證實(shí)合成的就是目標(biāo)配合物。通過凝膠電泳法測定了配合物對(duì)pBR322質(zhì)粒DNA的切割能力，并利用體外篩選法檢測配合物對(duì)人宮頸癌細(xì)胞（HeLa）的抑制活性，結(jié)果表明該配合物對(duì)HeLa細(xì)胞具有一定的抑制能力。

Ni（II）配合物；DNA切割；細(xì)胞活性

鉑類藥物是臨床治療腫瘤應(yīng)用較多的抗癌藥物，但是因?yàn)殂K類配合物有嚴(yán)重的毒副作用，使其在臨床上的應(yīng)用受到限制[1-2]。為了克服鉑類藥物的缺點(diǎn)，專家學(xué)者在金屬配合物抗癌活性方面的研究做了卓有成效的工作，金屬配位物作為一種新型的分子材料,以其奇特的可剪裁性構(gòu)造、富厚的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和在離子互換、分子識(shí)別等領(lǐng)域的巨大潛在應(yīng)用而受到廣泛的關(guān)注,成為當(dāng)前配位化學(xué)研究熱門之一，過渡金屬中鎳的配合物同樣具有重要的作用，由于金屬鎳能與羧基以多種配位方式組合成多種多樣的不同類型的配位聚合物，因此常被選用，Ni2+離子較易與含N、O這樣的配位原子形成配合物[3]，以發(fā)明新藥物為契機(jī)來進(jìn)行鎳（Ⅱ）配合物的合成時(shí)，不僅期待產(chǎn)物在高活性方面的質(zhì)量，更要關(guān)注對(duì)藥物原理的理學(xué)研究所帶來的啟迪，以生物活性、藥理學(xué)研究作為指導(dǎo)。

含羧基的配體是目前科研方面常用的有機(jī)配體，通常因?yàn)樗梢孕纬山Y(jié)構(gòu)新式的配合物，且具有極為不錯(cuò)的彈性。其分子間的弱相互功能，對(duì)配合物結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性會(huì)起到更為加固的作用。對(duì)于芳香族羧酸的研究，以多樣的取代方向，加之其所具有的極為豐富的連接方式，這些特性可以增加配合物進(jìn)入細(xì)胞的能力，因此易被大家采納。

綜上，文章以鎳為中心離子，吡啶-2,6-二羧酸作為配體，合成了配合物Ni（L）（H2O）4，通過凝膠電泳法證明配合物對(duì)PBR322質(zhì)粒DNA存在切割能力，并研究了配合物對(duì)宮頸癌細(xì)胞的抑制能力。

1.配合物的制備與表征

配合物Ni（L）（H2O）4制備：把1mol的硝酸鎳溶解于15ML的蒸餾水中，并與1mol/L的吡啶-2,6-二羧酸溶液混合，調(diào)節(jié)PH至6.5。攪拌4小時(shí)后，靜置，獲得綠色沉淀，沉淀過濾后，用水清洗并干燥。紅外光譜分析結(jié)果為：（cm-1,s,強(qiáng)峰m,中等；w,弱峰）:ν（O-H）3391（m）；ν（C=O）1710（s）；ν（C=C）1637（s）,1429（m）；ν（C-N）1147（s）；δ（C-O）1250（m）；ν（C-H）719（m）。元素分析結(jié)果為（測定）：C,28.47（28.68）；H,3.73（3.50）；N,4.75（5.29）。

2.配合物對(duì)PBR322質(zhì)粒DNA的切割作用

凝膠電泳技術(shù)是研究金屬配合物對(duì)DNA發(fā)生切割作用的重要實(shí)驗(yàn)技術(shù)，在外電場的作用下，DNA分子向正極移動(dòng)，分子量越小的DNA在凝膠中遷移率越大，由于共價(jià)閉環(huán)形超螺旋帶（Form I）的結(jié)構(gòu)連接緊密，在電場的作用下遷移速率最快，電泳時(shí)跑在最前面，而開環(huán)缺刻形的（Form II）結(jié)構(gòu)松散，跑在后面[4]。實(shí)驗(yàn)中，可以通過質(zhì)粒DNA位置的變化了解配合物與DNA作用的特點(diǎn)。

圖1 配合物對(duì)pBR322質(zhì)粒DNA的切割電泳圖

配合物對(duì)質(zhì)粒DNA發(fā)生切割作用的實(shí)驗(yàn)成果如圖1。加樣順序?yàn)?到3，配合物的濃度逐漸增加，標(biāo)號(hào)0為純的DNA的電泳圖像，從圖中得出，當(dāng)配合物濃度低時(shí)，DNA氧化不完全，隨著配合物濃度的增加FormⅠ會(huì)逐漸氧化成FormⅡ。

3.配合物的抗腫瘤活性

本文研究了金屬鎳配合物對(duì)人宮頸癌細(xì)胞的體外細(xì)胞活性測試。三天后半數(shù)致死率（IC50）值見下表，并給出順鉑的數(shù)值作為對(duì)比。由表1數(shù)據(jù)可看出，該配合物顯示出了抑制活性，初步表明金屬鎳與芳環(huán)羧酸的結(jié)合有利于發(fā)揮其潛在的協(xié)調(diào)效應(yīng)，而金屬離子自身的特有功效同樣起著重要的作用，另一方面，統(tǒng)計(jì)了兩天后的細(xì)胞存活情況（如圖2）,結(jié)果表明細(xì)胞存活率與半數(shù)致死率的結(jié)果一致。

表1 配合物對(duì)人宮頸癌細(xì)胞的抑制活性值

圖2 配合物對(duì)人宮頸癌癌細(xì)胞作用的細(xì)胞存活率

4.結(jié)論

（1）采取溶劑揮發(fā)法合成了Ni（L）（H2O）4（其中L為吡啶-2, 6-二羧酸）。

（2）通過紅外光譜及元素分析手段對(duì)配合物進(jìn)行了表征，確定合成的既是目標(biāo)物。

（3）電泳實(shí)驗(yàn)顯示，配合物對(duì)PBR322質(zhì)粒DNA具有切割能力,且切割能力跟著配合物濃度的增加的而增強(qiáng)。

（4）抗腫瘤實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明配合物能對(duì)人宮頸癌細(xì)胞顯示出抑制活性。

[1]Li F H，Zhao G H，Wu H X.Synthesis,Characterization and Bi?ological Activity of Lanthanum（III）Complexes Containing 2-methy?lene-1,10-phenanthroline Units Bridged by Aliphatic Diamines[J]. Journal of inorganic biochemistry,2006,100（1）:36-43.

[2]計(jì)亮年等.生物無機(jī)化學(xué)導(dǎo)論（第二版）[M].中山大學(xué)出版社,2001,1-27.

[3]姜麗麗，姚泉，閆合立，高恩軍.配合物錳-乙二酸-2,2'-聯(lián)吡啶的結(jié)構(gòu)及其對(duì)DNA的切割作用研究[J].沈陽化工大學(xué)學(xué)報(bào)，2013，27（2）：97-100.

[4]高夏南.鎳-2,2ˊ-聯(lián)吡啶-4,4ˊ二羧酸配合物的結(jié)構(gòu)及其生物活性研究[J].沈陽化工大學(xué)學(xué)報(bào)，2013，27（4）：292-296.

高夏南（1986-），女，漢族，遼寧沈陽市人，講師，理學(xué)碩士，單位：沈陽科技學(xué)院，研究方向：無機(jī)生物化學(xué)。