人工金属核酸酶和金属药物的设计、合成是当前生物无机化学领域的热点研究方向。研究金属配合物与DNA之间的相互作用为我们设计合成新型高效低毒抗肿瘤药物提供了坚实的理论基础；随着基因工程及基因药物的迅猛发展，高效并具有特异选择性的人工核酸酶的设计与研究也引起了人们越来越多的关注。相关的研究将为发现对核酸分子进行选择性修饰的功能分子以及新型金属药物奠定基础。本文以含铜金属配合物为主要研究对象，探讨了它们的DNA切割活性及对肿瘤细胞的抑制活性。 本论文共分为五章： 第一章绪论。主要是对相关的背景知识进行简单的介绍。主要包括：质粒DNA；识别和切割DNA的过渡金属配合物，其中重点介绍了几种切割体系；小分子和小分子药物与DNA识别、相互作用的方式；本课题立题的意义。 第二章合成了两种新型的氨基喹啉－氨基酸衍生物Cu（II）配合物，［Cu（L1）（Ac）（H<,2>O）］（1）和［Cu（L2）（Ac）］（2），并研究了这两个配合物以及［Cu（L3）（Ac）］（3）对质粒DNApBR322和pUC18的切割性能。L1为（L-甘氨酸-N-8-喹啉酰胺）、L2为（L-丙氨酸-N-8-喹啉酰胺）以及L3为（N-（8-喹啉）吡啶-2-甲酰胺）。晶体结构分析表明，配合物1、2的配位平面与喹啉环几乎是共平面的。对DNA的切割性能研究表明，切割能力强弱依次为配合物1>配合物2>配合物3，与配体的氨基取代基团的位阻成反比，取代基位阻越大，切割越弱。另外，鉴于羟基自由基捕捉剂对DNA的切割没有起到有效抑制作用的事实，认为该切割机理可能为铜－中心产生的羟基自由基作用于相邻的DNA的碱基或糖环，而非自由基扩散机理。 第三章在生理pH范围内详细研究了两个基于二吡啶胺的双核铜配合物和三核铜配合物对质粒DNA的氧化切割性能，并与单核类似物进行了比较，研究表明双核和三核铜配合物均具有良好的切割DNA的活性，其切割活性均与时间成正比关系。它们的有效切割浓度的范围都很窄（双核10μM和三核6μM），但它们的切割时间可以控制在1小时以内。已知单核二吡啶胺铜本身是平面结构，对DNA有一定的切割活性，而双核铜配合物整个主体分子基本在一个大平面上。可以推断双核铜配合物［Cu（dpa）OH］<,2>·2C10？对DNA的切割机理是基于与DNA的嵌入机理。而三核铜配合物之所以对DNA有很好的切割活性是由于金属中心之间的明显的协同作用，以及它与DNA有较强的静电作用和与DNA的沟结合的可能性。另外，在自由基捕捉剂存在的条件下，其切割活性无明显抑制，表明其切割机理属非自由基扩散形式，不同于传统的Fenton机理。该结果对于我们设计具有特异性切割DNA的试剂具有重要的意义。 第四章研究了8－氨基喹啉－蛋氨酸衍生物的Cu（II）配合物[Cu（MQA）（Cl）]（4），以及配合物1和2的抗肿瘤药物活性。这些化合物对B16鼠黑色素瘤细胞系（低转移）、鼠黑色素瘤细胞系（高转移）、Jurkat人淋巴细胞系、colon26鼠腺癌细胞系、ECV脐静脉内皮细胞系以及L929纤维瘤细胞系都表现出了明显的抑作用。为了进一步研究配合物抗肿瘤药物活性与DNA识别切割的关系，对细胞核基因组DNA的完整性进行了分析并与配合物3以及顺铂进行了对照，结果表明配合物的抗肿瘤活性与其对DNA的切割成正相关。 第五章简单介绍了DNA序列分析的历史和方法演变以及用于测定小分子药物对DNA相互作用序列特异性的方法。在此基础上设计了一种新的用荧光素标记检测质粒的序列测定法，并取得了初步的进展。结果表明对于配合物1有可能在测定范围内对pUC18有特异性的酶切位点。该法方法简便无污染，若选择的引物合适和且人工核酸酶对DNA有很大的特异性，则该方法可行。