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研究生： 李奇霞
Li chi hsia
論文名稱： 棘黴素與核酸之協同性結合
Cooperative binding between echinomycin and DNA
指導教授： 黃文彰
Huang, Wen-Chang
學位類別： 碩士
Master
系所名稱： 化學系
Department of Chemistry
論文出版年： 2001
畢業學年度： 89
語文別： 中文
論文頁數： 110
中文關鍵詞： 棘黴素 、核酸 、協同性
英文關鍵詞： echinomycin, DNA, cooperative
論文種類： 學術論文
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    • 本實驗利用1H 核磁共振光譜(NMR)、圓二極光譜(CD)及分子模擬，來研究棘黴素與DNA所形成的複合物結構。所設計的DNA序列[d(ATCCGCACCTAT) ·d(ATAGGTGCGGAT)]中，含有兩個藥物的結合位置，依電泳足跡法所得結果，分別是較強的結合位置CCGC及較弱的結合位置ACCT。
    由NMR光譜發現加入藥物之後，G5、G19、G21、G22等鹼基的亞胺基氫，化學位移有上移的變化，顯示藥物已結合至CCGC位置。而在ACCT位置，即使藥物與DNA濃度比提升至2.0時，其結合度仍偏低。而由CD所得結果顯示，此DNA在藥物與DNA濃度比約為1.625~1.75時，其結合度已達飽和。
    為了進一步了解兩個藥物的結合位置間的關係，因此利用分子模擬技術，來探討協同性。結果顯示藥物結合至CCGC位置之後，引起此強結合位置結構的改變，亦使鄰近之弱結合位置ACCT的結構，更趨近於複合物狀態。此乃兩個結合位置具有協同性。

    The complex formed between the cyclic octadepsipeptide antibiotic echinomycin and the DNA is studied by proton NMR、CD and molecular mechanics techniques. The designed DNA, [d (ATCCGCACCTAT)· d (ATAGGTGCGGAT)], contains a strong binding site CCGC with an adjacent weak binding site ACCT.
    As revealed by NMR spectra, the upfield shift of the G5, G19, G21, G22 imino proton peaks indicate that the strong binding site CCGC is bound by echinomycin. While the results of CD, further confirm that the DNA fragment is saturated with echinomycin as the drug/DNA ratio rises to 1.625~1.75.
    Molecular modeling technique is used to investigate cooperative binding of echinomycin between two binding sites. The results demonstrate that the binding of echinomycin to the CCGC site induce the structure of ACCT site adopt a comformation more suitable for drug binding.

    第一章、緒論 3 1.1 棘黴素. 3 1.2 DNA基本模型 .. 4 1.3 Echinomycin與DNA作用相關研究 . 5 1.4 動機 …... 8 第二章、核磁共振原理 ….. 18 2.1 一維光譜基本原理 …... .18 2.1.1 磁矩與進動 ….. .18 2.1.2 脈衝的效應 ….. .19 2.1.3 核子的遲緩 … .19 2.2 Nuclear Overhauser Effect (NOE) …. ….20 2.3 脈衝式核磁共振光譜 …….. … ..21 2.3.1 古典向量模型 ... ....22 2.3.2 半古典向量模型 … .. 23 2.3.3 密度運算子方法 ….23 2.3.4 積運算子型式 ………………..25 2.4 二維光譜基本原理 .27 2.4.1 COSY .29 2.4.2 DQF-COSY 30 2.4.3 TOCSY . 30 2.4.4 NOESY .32 第三章、 圓二極(Circular Dichroism, CD) 光譜基本原理 ...38 第四章、電腦模擬基本原理 .44 4.1 位能表面 .44 4.2 力場 .45 4.3 AMBER力場 45 4.4 距離設限 .46 4.5 分子機械力學 .47 第五章 實驗方法及步驟 48 5.1 樣品合成 .48 5.2 樣品處理 .48 5.2.1 去除保護基 48 5.2 .2 純化及去鹽 .. //49 5.3 吸收係數測定 .49 5.3.1 方法 49 5.3.2 結果 50 5.4 NMR實驗樣品製備 .50 5.4.1 雙股DNA [d(ATCCGCACCTAT) · d(ATACCTGCGGAT)] ...51 5.4.2 Echinomycin與雙股DNA [d(ATCCGCACCTAT) · d(ATACCTGCGGAT)]複合物的配製 ..52 5.5 CD樣品的製備 .53 5.6 NMR實驗數據 .53 5.6.1 一維光譜 53 5.6.2 二維光譜 54 5.7 NMR實驗數據處理 .55 5.8 CD實驗數據處理 .55 5.9 NMR光譜數據分析 .55 5.9.1 循序判定法 . .55 5.9.2 NOE強度與距離設限 .56 第六章、實驗結果與討論 .60 6.1 前言 .60 6.2 d(ATCCGCACCTAT) 、d(ATAGGTGCGGAT) 單股DNA . .61 6.3 [d(ATCCGCACCTAT) ·d (ATAGGTGCGGAT)] 雙股DNA . 61 6.3.1 一維光譜圖 .61 6.3.2 二維光譜圖 .62 6.3.2.1 確認非交換的氫之化學位移 … 62 6.3.2.2 確認可交換性質子之化學位移 … 63 6.3.3 雙股[d(ATCCGCACCTAT) ·d (ATAGGTGCGGAT)] 之構形 ./ ..64 6.4 Echinomycin -[d(ATCCGCACCTAT) · d (ATAGGTGCGGAT)]複合物 ././65 6.4.1 以echinomycin滴定[d(ATCCGCACCTAT) · d (ATAGGTGCGGAT)] 雙股DNA之一維光譜圖 /./65 6.4.2 二維光譜 ..67 6.4.3 Echinomycin 與[d(ATCCGCACCTAT) · d (ATAGGTGCGGAT)] 複合物之構形 ../68 6.5 CD光譜 …………./..69 6.6 藥物結合協同性之分子模擬探討 …….71 第七章 結論 107 參考文獻 ..109

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