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核酸和蛋白是构成生命体的重要基本物质,也是许多药物发挥药效的主要靶点。因此,研究有机小分子和金属配合物与核酸和蛋白之间的相互作用,对新型的高效、高选择性、低毒的抗肿瘤药物的理性设计、合成和抗肿瘤活性研究提供了重要的生物化学依据。本文以草酰胺类化合物为桥联配体,设计合成了一系列不对称N,N’-双取代草酰胺双核金属配合物,用x-射线衍射技术进行了单晶结构解析,并对有机小分子和金属配合物的DNA和BSA键合活性以及体外抗肿瘤活性进行了较为系统全面的研究,具体研究内容如下：1、有机小分子与DNA和BSA相互作用研究：选取噁二唑类化合物a-c、三氮唑类化合物d-g,以及草酰胺类化合物h和i为研究对象,通过元素分析、红外、质谱等手段对其进行了结构表征,并对化合物h和i的单晶结构进行了解析。通过紫外吸收光谱法、荧光光谱法、粘度法等方法研究了它们与鲱鱼精DNA(H5-DNA)和牛血清白蛋白(BSA)的键合活性,讨论了有机小分子化合物与DNA的结合方式和作用强弱,以及化合物猝灭BSA内源性荧光的猝灭机制和BSA结合位点。研究结果表明,与DNA插入结合的化合物的DNA键合活性比沟槽结合的化合物DNA键合活性强；结构中含有吸电子取代基,无论对以插入作用还是沟槽作用与DNA相结合的化合物,都可以增强其键合活性；所研究有机小分子化合物均可与BSA相互作用,结合位点可能为位于BSA内部疏水性口袋中的Trp-212残基。2、草酰胺配体及其双核金属配合物的设计、合成与结构：考虑到草酰胺类化合物出色的桥联功能和良好的生物活性,选取N-(5-氯-2-羟基苯基)-N’-(3-氨丙基)草酰胺(H3chapoxd)和N-(5-氯-2-羟基苯基)-N’-(3-二乙氨基丙基)草酰胺(H3chdepoxd)为桥联配体,通过改变端基配体、反应条件以及金属离子种类,采用自由配体法,合成出了9个草酰胺双核铜(Ⅱ)配合物, 即[Cu2(chapoxd)Cl(H2O)(bpy)]Cl·H2O (1)、[Cu2(chapoxd)(H2O)(bpy)](C]O4)·CH3CN (2)、[Cu2(chapoxd)(CH3CH2OH)(Me2bpy)] (C104) (3)、[Cu2(chapoxd)(H2O)(phen)]-(NO3)·H2O (4)、[Cu2(chapoxd)(H2O)(phen)](NO3) CH3OH (5)、[Cu2(chapoxd)-(H2O)(dabt)](C]O4)·2H2O (6)、[Cu2(chdepoxd)(H2O)(Me2bpy)](ClO4)·DMF (7)、 [Cu2(chdepoxd)(H2O)(dabt)](ClO4)·H2O (8). [Cu2(chdepoxd)(CH3OH)(phen)](ClO4)(9),以及1个草酰胺双核镍(Ⅱ)配合物[Ni2(chdepoxd)(bpy)2](ClO4) (10)。通过元素分析法、红外、核磁、质谱以及X-射线单晶衍射技术,对它们的结构进行了表征。3、草酰胺配体及其双核金属配合物与DNA相互作用研究：采用紫外吸收光谱法、荧光光谱法、电化学法和粘度法,对所合成的草酰胺配体H3chapoxd和H3chdepoxd及其双核金属配合物(1)～(10)的DNA键合性质进行了研究,探讨了桥联配体、端基配体、溶剂分子以及金属离子种类的改变对化合物的DNA键合活性的影响。结果表明,配体和配合物与HS-DNA的相互作用方式均为插入作用；端基配体的平面性大有利于配合物与DNA的插入作用,而端基配体空间位阻变大不利于这种插入作用;桥联配体的疏水性增加可以增强配合物与DNA的键合能力；双核镍(Ⅱ)配合物的DNA键合活性弱于双核铜(Ⅱ)配合物的。4、草酰胺配体及其双核金属配合物与BSA相互作用研究：运用紫外吸收光谱法和色氨酸荧光猝火法对所研究草酰胺配体H3chapoxd和H3chdepoxd及其双核金属配合物(1)～(10)与BSA的键合性质进行了研究。结果表明,所研究化合物均可以BSA发生相互作用;其猝灭BSA内源性荧光的机制为静态猝灭：配体及其配合物与BSA相互作用只有一个结合位点：配体的结合位点可能为BSA分子内部的疏水性Trp-212残基,而配合物则可能通过BSA表面的亲水性Trp-134残基而与BSA发生相互作用。5、有机小分子和金属配合物的体外抗肿瘤活性研究：采用磺酰罗丹明B(Sulforhodamine B, SRB)比色法,研究了有机小分子a～i、配体H3chapoxd和配体H3chdepoxd、以及双核金属配合物(1)～(10)对人肝癌细胞株(SMMC-7721)和人肺腺癌细胞株(A549)两种肿瘤细胞株的体外抗肿瘤活性。研究结果表明,所研究化合物对测试的两种细胞株均有一定程度的抑制作用,半数抑制浓度IC50值在16.9～95.1μg/mL范围内;化合物的DNA键合活性与其体外抗肿瘤活性存在明显的相关性,表明本文所研究化合物展现其体外抗肿瘤活性的作用靶点可能为DNA。