第94页,共139页,星期日,2025年,2月5日第95页,共139页,星期日,2025年,2月5日第96页,共139页,星期日,2025年,2月5日第五节化学物质与核酸的相互作用许多分子能与核酸发生相互作用,或干扰其模板功能,或是使其断链,影响其调控和表达。小分子与核酸的作用,既可作为生物探针,研究其结构与功能,还可作为药物,探测细胞癌变或攻击癌的核酸靶。因此,小分子化合物与核酸的特异性相互作用研究有重要学术和应用价值。第97页,共139页,星期日,2025年,2月5日(一)与核酸特异相互作用的小分子主要有诱变剂和化学致癌物,多为芳香族烃,入苯并芘等。化学治疗剂,例如特别是抗肿瘤、抗病毒药物,入顺铂、多柔比星。可作为核酸检测探针,荧光探针、电化学探针,哑啶、噻吩嗪、喹啉类及金属卟啉类分子。第98页,共139页,星期日,2025年,2月5日(二)分子识别中的立体化学因素⒈几何异构由于双键或脂环等刚性或半刚性结构导致的顺(Z)反(E)异构现象称为几何异构。第62页,共139页,星期日,2025年,2月5日几何异构体中官能团分布与受体药效基团排列相差极大,相互作用受到影响,理化和生物活性也都有较大差别。例如,(Z)-和(E)-己烯雌酚的立体结构和生物活性相差甚远。第63页,共139页,星期日,2025年,2月5日反式泰尔酚比其顺式结构异构体的活性强5-40倍。第64页,共139页,星期日,2025年,2月5日桂皮酰胺类药物反式-抗惊;顺式-致惊,中枢兴奋。第65页,共139页,星期日,2025年,2月5日⒉光学异构
分子中原子或基团的排列方式不同形成的异构体,有镜像关系,除旋光外,理化性质极相似,生物活性的差异主要由受体的选择性表现。第66页,共139页,星期日,2025年,2月5日S-(+)氟苯丙胺抑制食欲,R-(-)无第67页,共139页,星期日,2025年,2月5日麻黄碱:血管收缩;伪麻黄碱:支气管扩张。第68页,共139页,星期日,2025年,2月5日扑尔敏(+)-异构体比(-)-异构体活性强第69页,共139页,星期日,2025年,2月5日肾上腺素与其受体形成三部分结合,分别是氨基;苯环及两个酚羟基;侧链醇羟基。D-(-)-肾上腺素的血管收缩作用是L-(+)-异构体的20倍第70页,共139页,星期日,2025年,2月5日手性碳原子的数量与光学异构体药物的活性密切相关,例如氯霉素有4个光学异构体,只有(-)(1R;2S)有显著抗菌活性第71页,共139页,星期日,2025年,2月5日⒊构象异构分子内各原子及基团因单键旋转导致的空间结构称构象,实际上大分子的构象有限,即存在优势构象。能为受体识别并与受体结构互补的构象,能产生特定的药理效应。药物的构象直接影响与受体的结合及生理活性。构象对药效的影响方式多种多种多样,有的只能以一种构象与受体结合发挥药效,如多巴胺;有的则可以多种构象发挥作用,如组胺,以反式作用于H1受体;以扭曲式作用于H2受体;甚至有的以不同的构象产生不同的生理作用。第72页,共139页,星期日,2025年,2月5日多巴胺和阿扑吗啡均作用于多巴胺受体,研究发现,对位交叉式是其优势构象,须多巴胺的N与O4的距离为0.78nm才能有最大活性。10-羟基阿扑吗啡也有此距离,所以有活性,而11,10,11二甲氧基衍生物等均无活性。第73页,共139页,星期日,2025年,2月5日第四节超分子化学与分子识别超分子化学是研究分子间通过非共价作用形成功能体系的科学。超分子体系的成员一般称为受体和作用物(或配体),通常,将小分子称为作用物,如阴、阳离子及中性小分子。经过精心设计的超分子体系具有分子识别、能量转换、选择性催化及物质运输等功能,其中分子识别是超分子功能的基础。第74页,共139页,星期日,2025年,2月5日(一)环糊精及其衍生物与分子识别环糊精(CD)分子由D-吡喃葡萄糖通过1,4糖苷键连接成的环状结构,分别为α、β、γ-环糊精,环糊精的空腔内侧有两圈氢原子及一圈糖,此处糖的氧原子处于C-H键屏蔽下,具有疏水性;外侧边框由于羟基聚集呈亲水性。位于CD窄口端,指向环外面的伯羟基称为第一面羟基,位于宽口处的为仲羟基,称为第二面羟基,第二面羟基有顺时针和逆时针两种指向,该结构可在手性手性化合物的识别起作用。第75页,共139页,星期日,2025年,2月5日第76页,共139页,星期日,2025年,2月5日第77页,共139页,星期日,2025年,2月5日环糊精在分子识别中的应用环糊精的空腔与尺寸适宜的手性化合物形成包合物,两者间的分子识别即相互作用。作为环状主体分子,对客体的识别有内识别,作用力主要有范