氮杂环-氨基酸聚合物的制备及其与核酸的作用机理研究

氮杂环功能化的氨基酸聚合物中氮杂环类型、氮杂环的接枝率、连接手臂、氨基酸骨架类型、聚合度等结构因素构成氮杂环-氨基酸聚合物的结构多样性。氮杂环在不同的氮杂环-氨基酸聚合物分子结构环境中表现出具有保护或切割核酸截然相反的作用结果。设计、合成系列氮杂环-氨基酸聚合物，利用质谱、荧光、圆二色谱、原子力显微镜、透射电镜、凝胶电泳等分析手段研究氮杂环-氨基酸聚合物与核酸之间的相互作用，通过分析分子结构中氮杂环对氮杂环-氨基酸聚合物/DNA复合物表现出生物活性的影响结果，总结氮杂环-氨基酸聚合物结构与活性的关系，寻求有效的氮杂环-氨基酸结构单元，推测氮杂环-（聚）氨基酸衍生物与DNA的作用机理，探讨作为基因载体或人工核酸酶的小分子与大分子的内在关系。为进一步深入研究具有多肽结构的氨基酸类聚合物生物活性奠定基础。

通过化学合成方法构建氮杂环-氨基酸聚合物类功能性分子用以调控核酸的断裂及保护是一项具有重要科学意义及应用前景的工作。本项目通过对不同结构类型及不同取代度的氮杂环-氨基酸类聚合物分子的设计和构建，阐述了各类功能性分子对核酸的断裂及保护作用。具体包括：1. 分别以天门冬氨酸聚合物及天门冬氨酸与赖氨酸嵌断共聚物为骨架接枝多胺类分子，其对核酸分别显示出切割及凝聚作用。通过进一步构效关系的研究，推测出与核酸相互作用时的分子机制。此外，利用单氨基酸和三肽等小分子化合物作为对照，阐明相同结构类型不同分子量的短肽接枝产物对核酸作用的差异；2. 构建出环多胺和磷酰胆碱修饰的壳聚糖衍生物，利用荧光、圆二色谱、Zeta电位、凝胶电泳等分析手段研究其与核酸之间的相互作用，初步分析此类共聚物与核酸相互作用的模式和主要影响因素，总结出氨基酸-氮杂环衍生物结构与活性的关系，为进一步寻求聚氨基酸-氮杂环结构单元、建立有效的氮杂环-氨基酸聚合物类核酸作用试剂奠定基础。