脱氧核糖核酸(DNA)是生物体中发挥生物活性的最重要物质之一,是遗传信息的携带者和基因表达的基础。大多数抗癌药物进入体内后都是以DNA为作用靶分子。蛋白质也是生命系统中具有重要生理功能的生物大分子,如血清白蛋白是血浆中含量最丰富的蛋白质,对于药物分子的药理作用发挥具有重要的作用。探讨抗肿瘤药物与DNA和蛋白质的微观作用模式及规律,是揭示抗肿瘤药物诱导肿瘤细胞凋亡微观作用机制基本和重要的途径。从淀粉降解得到的环糊精(cyclodextrin,CD)的分子结构和生物大分子受体部位的结构类似,因此研究环糊精与一些药物小分子的相互作用对人们理解与生物大分子相关的生命科学规律有着重要的意义。　　等温滴定微量热法是现代热力学和热化学研究中的重要方法,对生命体系的研究特别是在DNA、蛋白质等大分子与药物小分子相互作用的研究中有其独到之处。因此,应用微量热和波谱学相结合的方法研究生物大分子与药物小分子之间的相互作用以及生物模型化合物的热力学性质,对于人类探讨生命的本质具有一定的理论基础价值。　　本论文作为国家自然科学基金资助项目(No.20773059)的部分工作,具体工作如下:　　(一)药物与代表性DNA相互作用的研究　　298.15 K时,利用等温滴定微量热法(ITC)、紫外吸收光谱法(UV)、荧光光谱法(FS)和圆二色谱法(CD)研究了DNA与盐酸倍他洛尔(BET)在Tris–HCl缓冲溶液中的相互作用。通过量热学数据可以得到药物分子与生物大分子结合过程的平衡常数(K)、标准焓变、吉布斯自由能变和熵变等热力学参数。对热力学参数的分析表明在DNA分子上有两类结合位点能与盐酸倍他洛尔分子相结合。根据紫外、荧光和圆二色光谱对DNA—药物超分子体系的热力学行为进行了讨论。　　应用同样的方法研究了亚叶酸钙(CaFL)与DNA在缓冲溶液中的相互作用。对热力学数据进行分析可知在DNA分子上有两类结合位点可与FL2阴离子相结合。其中,一类结合过程是熵驱动,且与磷酸基团发生作用;另一类结合则是以熵效应为主的熵焓协同驱动过程,药物配体主要与DNA上的碱基对相互作用。通过光谱学信息讨论了DNA—药物超分子体系的热力学行为。　　(二)药物与牛血清白蛋白(BSA)相互作用的研究　　应用ITC和CD研究了抗肿瘤药物氧化苦参碱(OMT)与BSA的相互作用,并讨论了二者结合过程热力学性质的改变。结果表明,BSA大分子上存在可结合OMT分子的两类位点。第一类结合是熵驱动过程;第二类结合则是熵驱动为主的焓熵协同驱动过程。圆二色谱结果表明,OMT与BSA的相互作用均导致了蛋白质二级结构构象及不同结构单元相对含量的变化。　　应用ITC, CD, UV研究了BET与BSA的结合反应。热力学结果表明,BSA大分子上存在可结合BET分子的两类位点。第一类结合属于熵驱动过程,而第二类结合则是焓驱动过程。光谱试验结果用于研究BSA?BET在溶液中的结构,并且有利于理解热力学数据。　　利用同样的方法研究了CaFL与BSA的结合反应。热力学结果表明,BSA大分子上存在可结合FL2?阴离子的两类位点。第一类结合是熵驱动过程,而第二类结合则是以焓效应为主的熵焓协同驱动过程。光谱试验结果表明在溶液中BSA和药物可以形成超分子体系。　　(三)抗肿瘤药物白藜芦醇(RES)与环糊精包结作用的热力学研究　　应用滴定式微量热法对α?,β?,γ?,Mβ?环糊精与白藜芦醇在水溶液中的包结作用进行了研究。试验结果表明,各式环糊精与RES都形成化学计量比为1:1的包合物。包结过程驱动力的不同与环糊精分子内疏水空腔的大小以及白藜芦醇的结构有关。