土霉素与DNA分子相互作用的紫外-可见分光光度法研究王朝霞，(菏泽学院化学与化工系，菏泽274015)摘要：利用紫外分光光度法研究土霉素与鲱鱼精DNA的相互作用并对两者相互作用时间、pH、浓度等条件进行了考察。实验结果表明:在pH2.0~8.0条件下，土霉素与DNA大分子以嵌入模式结合，表观结合常数为3.5×10-4m·s-1。关键词：鲱鱼精DNA;紫外光谱;土霉素中图分类号：O657.1文献标识码：A引言土霉素（oxytetracycline），属于抗生素类药物。土霉素的作用机制为药物能特地与细菌核糖体30S亚基的A位置结合，异性抑制肽链的增长和影响细菌蛋白质的合成。土霉素的结构式如下图1：HOOHOOHHOHHOHNOOHONH2图1土霉素的结构式Fig.1Themoleculestructureofoxytetracycline脱氧核糖核酸，即DNA，是生物体的重要组成物质，是遗传信息的载体和基因表达的物质基础，它在生物的生长、发育和繁殖等过程中具有十分重要的作用[1]。DNA与多种物质（包括与小分子药物）相互作用的研究已有较多报道[2-5]。基金项目：国家自然科学基金资助项目(21105023）作者简介：山东省菏泽人，主要研究方向为电化学*联系人：E-mail:sdhzwzx@163.com而医学中，经常将DNA与小分子物质相互作用，用以研究和阐明抗肿瘤、抗病毒以及致癌致病机制，同时也为新型药物设计合成以及药物体外筛选提供理论支持[6]。因此，实验探测DNA与药物小分子的相互作用，对于理解其物理和生物机制具有非常重要的科学意义[7，8]。而目前利用紫外可见分光光度法研究土霉素与DNA相互作用的报道尚不多见。本文通过紫外吸收光谱法研究了鲱鱼精DNA（以下简称DNA）在不同条件下与土霉素的相互作用，并进一步分析它们相互作用的机制。1实验部分1．1仪器与试剂TU-1810紫外可见分光光度计（北京普析通用仪器有限责任公司）；ESJ180-4型电子分析天平（沈阳龙腾电子有限公司）；SZ-97自动三重纯水蒸馏器（上海亚荣生化仪器厂）。0.04mol/L的伯瑞坦-罗宾森（Britton-Robinson，B-R）缓冲溶液由磷酸、硼酸、醋酸和氢氧化钠配制，pH值范围为2.0~8.0。鲱鱼精DNA（北京拜尔迪生物技术公司）溶液由0.05mol/L的NaCl溶液配制，并置于4℃下保存。1.0×10-2mol/L的土霉素（上海玉瑞生物科技药业有限责任公司）储备液由pH=6.09的B-R缓冲溶液配制。1．2实验方法取三支10mL比色管，分别加入一定量的DNA、DNA和土霉素的混合溶液、土霉素，3种溶液均分别用pH=6.09的B-R缓冲溶液定容，摇匀，放置5min，以相应试剂空白为参比，用紫外分光光度计测定吸光度或扫描吸收光谱。2结果与讨论2．1不同浓度的土霉素与DNA作用的紫外光谱图2为3.0×10-3mg/mLDNA（曲线a）、2.8×10-4mol/L的土霉素(曲线b)及两者混合液(曲线c)的紫外吸收光谱图。由图可知DNA在264nm处有一吸收峰，而土霉素在264nm及350nm波长处有两个较强的吸收峰。两者相互作用后264nm及350nm处吸收峰均明显下降，但其降低值并不等于两者吸光度的差值。因此，根据紫外吸收值具有叠加效应的理论[9]，表明土霉素与DNA发生了相互作用并形成了复合物。图2单纯的DNA、土霉素及两者混合液的紫外吸收光谱图a：3.0×10-3mg/mLDNA；b：2.8×10-4mol/L土霉素溶液；c：a+bFig.2TheultravioletabsorptionspectroscopyofDNA,oxytetracyclineandthemixtureofthem.进一步研究表明，固定土霉素的浓度为2.8×10-4mol/L，增大DNA浓度时，264nm处的吸收峰强度下降且吸收波长逐渐右移至268nm，红移了4nm。根据long理论[10,11]，小分子与DNA发生插入式的结合时，将会发生红移与减色现象。本实验发现，土霉素与DNA结合时呈现的的确是红移减色现象，这说明土霉素与土霉素发生作用时，土霉素插入到DNA碱基对之间的平面中，由此我们认为土霉素与DNA的结合方式是嵌入式结合。2.2不同反应时间条件下土霉素与DNA的相互作用随着时间的推移土霉素与DNA反应的最大吸收波长基本呈现一条水平的直线，这说明土霉素与DNA的反应是瞬时性的，不受时间的影响。2.3不同pH条件下土霉素和DNA的相互作用在pH值为4.0~8.0的范围内，研究了3.0×10-3mg/mL的DNA和浓度为2.8×10-4mol/L的土霉素在不同pH条件下的相互作用。研究发现当pH值在4.0~8.0范围内变化时，特征峰对应的波...