由于具有重要的应用价值和现实意义人工金属核酸酶和抗癌金属配合物的研究成为生物无机化学领域的研究热点。多核配合物由于其存在核间协同、多点结合以及多功能协同等方面的优势，近年来尤其受到各国学者的广泛关注。本论以多核金属人工核酸酶和抗肿瘤金属配合物为中心，重点开展了以下几方面的研究工作： ㈠小分子多核铜配合物作为人工核酸酶的研究虽已有一些成功的例子，但在核间结构对氧化切割DNA活性及选择性影响上相对滞后的现状，严重影响小分子人工金属核酸酶的发展。我们试图通过控制配合物的结构调节核酸酶DNA切割性能以加深对切割机理的认识。分别选择间二甲苯、对二甲苯和1，3，5—三甲苯作为桥联基团合成了包含间位双Cu(BPA)(BPA，二(2-吡啶甲基)胺)和对位双Cu(BPA)的两个双核铜配合物以及三个Cu(BPA)相互间处于苯环间位的三核铜配合物。荧光和CD光谱研究表明三种配合物的DNA结合能力为三核铜＞间位双Cu(BPA)＞对位双Cu(BPA)。在等摩尔浓度[Cu2+]情况下双核铜配合物比它们的单核铜类似物表现出更高的切割活性，表明分子内两个铜中心存在协同作用。此外，间位Cu(BPA)结构有利于线性DNA的形成，尽管间位三核铜配合物在高浓度[Cu2+]下仍然能够将DNA切割成线性，但是在间位双核铜中心基础上增加的第三个Cu(BPA)结构反而降低了前者的高切割效率。因此，三核铜具有的高DNA结合能力并不一定能够导致高的DNA切割效率。已研究表明DNA氧化切割效率不仅与配合物的DNA结合作用(结合能力、方式及位置)有关并且与多核铜配合物活化氧的能力有关，而这几方面又都与多核铜间的几何结构直接有关。本研究为通过调节配合物的结构及配位金属中心数目合理设计多核铜金属核酸酶提供了很好的例证。 ㈡为了达到特异性切割DNA的目的，本文尝试在切割试剂中引入特异性DNA的识别基团。基于铂类配合物对DNA中GG(相邻的鸟嘌呤)位点的选择性以及含铜配合物所具有的高核酸酶活性，本文设计合成了一个不对称双功能的铜(Ⅱ)—铂(Ⅱ)异双核配合物并研究了它对pUC19质粒DNA的切割活性。以抗坏血酸(H2A)为还原剂的DNA氧化切割实验以及利用哌啶进一步处理DNA氧化切割产物的电泳实验均表明该配合物通过配位铂中心与DNA的特异性结合实现了对pUC19质粒DNA的一定程度的非任意性切割。该研究将促进切割金属中心与DNA识别金属中心偶联的双功能甚至多功能金属配合物在人工核酸酶切割选择性研究中的应用。 ㈢多核铂类配合物由于有望克服顺铂或其类似物的抗药性并扩大抗癌谱，因而备受癌症研究领域的关注。但是目前一些多核铂化合物易被含硫生物分子结合导致化学降解和失活，并产生较高的毒性。鉴于铂配位环境中增加大的非离去基团或采用螯合配体有可能减少含硫生物分子如GSH引起的药物失活，我们打破多核铂类配合物传统的设计思路，采用三齿螯合的多吡啶配体分别设计合成了单核、双核和三核的三氮螯合Pt(Ⅱ)类配合物，并比较了它们的DNA结合能力与抗肿瘤活性。结果表明这些配合物的DNA结合能力与其抗癌活性之间具有相关性，具有最大DNA结合能力的三核铂配合物亦具有最高的体外细胞毒活性，同时该配合物与顺铂相比对人非小细胞肺癌肿瘤细胞株(A—549)和小鼠白血病肿瘤细胞株(P388)表现出更高的抗肿瘤活性。另外我们初步的研究结果还表明三核铂配合物与谷胱甘肽(GSH)反应可以生成它的单取代和二取代产物，并在较长时间里保持其多核骨架结构，表明这类配合物有可能改善多核铂类抗肿瘤试剂的生物稳定性和生物可用性。本研究拓展了新型含铂抗癌配合物的探索领域，并为今后通过选择螯合试剂以及配位金属中心数目而设计具有高效、低毒的多核铂类抗癌药物提供了基础。