Abstract
有機及有機金屬化合物作為去氧核醣核酸(DNA)切割試劑是近年來生化學家及生物學家研究重點之一。本實驗室發現〝鄰苯二甲醯亞胺硝基或亞硝基酯類化合物〞(phthalimid-N-alkyl nitrate or nitrite esters)，在波長為312nm之紫外光照射下，會產生phthalimidealkoxyl- radical、NO2．或NO．，且該等自由基會有效地切割DNA。電腦模擬結果顯示其中鄰苯二甲醯亞胺基團的平面結構，可扮演嵌入DNA的角色，使所生成之自由基可接近DNA分子，造成切割效果。為探討連接〝鄰苯二甲醯亞胺基團〞與〝硝基或亞硝基酯基〞之碳氫直鏈長度與切割DNA之關係，本實驗室合成出含不同碳氫直鏈長度的〝鄰苯二甲醯亞胺硝基或亞硝基酯類化合物〞，並測其切割DNA之能力。發現所合成的硝基酯類化合物中，碳氫直鏈中碳數為2、3、4和6時，皆會切割DNA；亞硝基酯類化合物因不穩定，僅合成出碳氫直鏈中碳數為2和6的化合物，而二者皆會切割DNA。兩類化合物相較下，以〝亞硝基酯類化合物〞切割DNA之能力為佳。但就化學安定性而言，則〝硝基酯類化合物〞比〝亞硝基酯類化合物〞為佳。本實驗室利用電腦分子模擬系統，計算該等化合物與DNA之〝主客〞 (host-guest)分子相結合之情形。研究結果顯示: (1)有機分子由大凹槽(majorgroove) 嵌入DNA後，鹼基對間的距離由3.40■增加到6.93- 7.04■，而由小凹槽(minor groove) 嵌入，則有機分子會被排出。(2)計算結果顯示接硝基或亞硝基酯基之碳氫鏈朝DNA之3'或5'端方向，其能量並無顯著之差別。顯示分子嵌入DNA時，碳氫鏈位置朝3'或5'端皆具有切割DNA之能力。(3) 有機分子嵌入DNA後，由其生成的自由基與鄰近的核甘酸(nucleotide)上氫原子的相對位置判斷，推測該等自由基會與五碳醣中3'-位置的氫原子作用，造成3'-位置的C-O鍵斷裂，因而切割 DNA 。切割的位置受碳氫直鏈長度的影響，而發生在距嵌入位置2個核甘酸的地方。