DNA是经典的抗癌药物作用靶点。然而目前临床上使用的DNA烷化剂以及拓扑毒类药物，由于其与双螺旋DNA的非特异性结合，会产生很大的毒副作用。为了提高选择性并降低基于DNA为靶点药物的副作用，研究人员开始把设计的目光投向一些具有重要生物功能的特殊DNA二级结构，如G-四链体。G-四链体是由富含鸟嘌呤的DNA序列通过自身组装形成的特殊二级结构。该结构在人端粒以及一些癌基因的启动子区域都有存在。小分子配体通过诱导以及稳定这些富含鸟嘌呤序列DNA形成的G-四链体结构，可以抑制癌细胞中端粒酶的活性以及调控癌基因的转录和表达水平，从而使其成为新型的抗癌药物设计的靶点。 鉴于小分子配体非特异性与双螺旋DNA的结合会导致毒副作用，最重要的工作是设计具有高选择性的G-四链体小分子配体。 双螺旋DNA与G-四链体结构同源且相互联系，同时研究小分子配体与这两种结构的相互作用有利于构效关系的总结并设计出更有选择性的G-四链体配体。 本文内容主要包括： 1.综述了双螺旋DNA以及G-四链体的结构特征，并对它们的联系与区别进行了讨论。 2.综述了基于双螺旋DNA为靶点设计小分子配体的研究进展及小分子配体与双螺旋DNA的作用模式。 3.综述了基于G-四链体为靶点设计小分子配体的研究进展，并对研究的方法及配体与G-四链体的作用模式进行了总结。 　　4.设计并合成了一系列具有不同性质氨基侧链的蒽吡唑类大黄素衍生物。通过光谱学的方法系统地研究了衍生物与双螺旋DNA的相互作用性质及其特点。结果表明，化合物所表现出的与DNA不同的结合模式以及相应的细胞毒性与其侧链的柔韧性及电荷密度有关。研究中所获得的构效关系信息对今后设计高效和高选择性的DNA配体，有一定意义。 5.设计并合成了一系列新结构的靶向G-四链体的Isaindigotone衍生物，它们的结构特征在于衍生物的相对柔韧性及非共平面性。研究结果表明化合物能特异性结合在G-四链体上而与双螺旋DNA几乎没有作用。圆二色光谱以及凝胶阻滞实验则表明，在钾离子存在的溶液状态下，衍生物可以改变端粒序列原来占主导地位的混合式G-四链体构象，而选择性稳定分子内正平行(螺旋桨式)的结构。此外，通过光谱学的方法阐明了化合物是通过特殊的结合模式与G-四链体相互作用。并且对化合物这种特殊的结合模式与其四链体靶向选择性和选择性稳定螺旋桨式构象间的关系进行讨论。最后，通过PCR中止实验、端粒重复序列扩增法、细胞毒实验和衰老相关的β-半乳糖苷酶染色实验研究了化合物与端粒序列的G-四链体相互作用后对端粒相关生物功能的影响。