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第一章 作用于核酸的药物设计 1

前言 1

1.1 计算机辅助药物设计（CADD） 3

1.2 核酸作为药物作用的靶 8

第二章 DNA和RNA的结构 21

2.1 历史回顾 21

2.2 核酸结构的组成 25

2.3 核苷、核苷酸及核酸的物理性质 27

2.4 核苷酸的构象 35

2.4.1 糖环的折叠情况 36

2.4.2 碱基的定向 38

2.4.3 C4′-C5′键对糖环关系 39

2.4.4 磷酸酯键构象 39

2.5.1 DNA的结构 40

2.5 核酸的结构 40

2.5.2 RNA的结构 51

第三章 X射线晶体学与药物-核酸相互作用的结构研究 60

3.1 X射线晶体学对药物-核酸相互作用研究的贡献 60

3.2 晶体X射线衍射的基本知识 63

3.3 用X射线晶体学确定药物-DNA复合物的结构 67

3.3.1 药物-DNA复合物的结晶 67

3.3.2 收集X射线衍射数据 70

3.3.3 解位相问题 71

3.3.4 建立结构模型 75

3.3.5 精修结构模型 76

3.4 关于测得结构的精确度 80

4.1 NMR波谱学的进展 87

第四章 利用NMR波谱学研究溶液中的药物-核酸相互作用 87

4.2 一维NMR用于糖-磷酸链构象研究 88

4.3 二维NMR技术 94

4.4 利用二维NMR确定药物-DNA复合物的结构 100

4.4.1 收集二维NMR谱数据 100

4.4.2 归属共振 100

4.4.3 建立结构模型 104

4.4.4 精修结构模型 106

4.5 溶液中的动力学性质 109

4.6 溶液和晶体结构的比较 111

4.7 结构研究的未来展望 113

第五章 利用计算机进行药物-核酸相互作用的分子模拟研究 119

5.1 药物与DNA相互作用的类型 119

5.2 计算机辅助分子设计系统（CAMD） 122

5.3 关于模型建造问题 125

5.3.1 DNA-丝裂霉素复合物 128

5.3.2 DNA-9-氨基吖啶复合物 129

5.4 分子力学与能量优化 132

5.5 能量成分分析 136

5.6 分子模拟研究的应用实例 137

5.6.1 DNA-丝裂霉素复合物 137

5.6.2 DNA-9-氨基吖啶复合物 140

第六章 药物与DNA作用的序列特异性 146

6.1 药物与DNA的作用方式及其特异性 146

6.1.1 与DNA共价作用的药物 147

6.1.2 与DNA非共价结合的药物 150

6.1.3 对DNA有断裂作用的药物 162

6.2.1 研究与DNA共价作用药物的方法 167

6.2 研究药物与DNA序列特异性作用的方法 167

6.2.2 研究与DNA非共价结合的药物的方法 170

6.2.3 研究能断裂DNA的药物的方法 172

6.2.4 转录足迹法的发展和应用 173

6.3 小结 174

第七章 核苷酸的生物合成及其抑制剂 178

7.1 嘌呤核苷酸的生物合成 178

7.1.1 从头合成途径 179

7.1.2 补救合成途径 184

7.2 嘧啶核苷酸的生物合成 185

7.2.1 从头合成途径 185

7.2.2 补救合成途径 187

7.3 核苷二和三磷酸酯 190

7.4 脱氧核糖核苷酸 191

7.5 核苷酸的分解代谢 195

7.6 核苷酸的聚合 197

7.6.1 DNA聚合酶 197

7.6.2 RNA聚合酶 198

7.7 作为药物的核酸生物合成抑制剂 198

7.7.1 抗癌化疗剂 200

7.7.2 抗病毒化疗剂 207

第八章 反义核酸 221

8.1 概述 221

8.2 反义寡核苷酸 222

8.3 反义寡核苷酸的化学修饰 224

8.3.1 以磷酸二酯键为中心的化学修饰 225

8.3.2 以碱基为中心的化学修饰 241

8.3.3 以核糖为中心的化学修饰 244

8.3.4 偶联物 246

8.4 反义寡核苷酸的性质 247

8.4.1 亲和性 247

8.4.2 稳定性 250

8.4.3 细胞通透性 252

8.4.4 特异性 255

8.5 三链核酸 257

8.5.1 寡核苷酸的三链形成 260

8.5.2 三链的结构 263

8.5.3 三链核酸研究的未来 264

8.6 随机药物设计 265

8.7 结语 266

9.1.1 Ⅰ型内含子 275

9.1 天然存在的有催化作用的酶性核酸 275

第九章 酶性核酸 275

9.1.2 Ⅱ型内含子 277

9.1.3 RNase P酶性核酸 278

9.1.4 锤头型酶性核酸 279

9.1.5 发夹型酶性核酸 280

9.1.6 肝炎δ病毒酶性核酸 281

9.1.7 脉孢菌属VS RNA 281

9.2 RNA断裂机理 283

9.3 酶性核酶的反式化 286

9.4 锤头型酶性核酸的活性部位 290

9.5 锤头型酶性核酸的化学修饰 290

9.5.1 酶性核酸2′-位的修饰 291

9.5.2 RNA/DNA嵌合体及硫代膦酸酯嵌合体酶性核酸 293

9.6 结语 295