芳香寡醯胺摺疊體具有高度潛力來模仿生物聚合
物的二級結構（螺旋結構）。而這類寡聚體是大多
是藉由分子內氫鍵及芳香環的π-π interaction 進而
形成穩定的折疊體。本實驗室利用此類寡聚體的
螺旋型態與小凹槽鍵結試劑結合後，探討其對
DNA 鍵結的影響，以及研究其鍵結的狀態。

Aromatic oligoamide foldamers has high potential
to mimic the secondary structures of biopolymers.
These oligomers by using intramolecular hydrogen
bonds and π-π interaction of aromatic rings to form
a stable foldamer. We use the helical form of these
oligomers and combine to the groove binding agents,
then study the influence on DNA .

目錄
第一章 序論
1-1 前言 1
1-2 認識螺旋及記號 2
1-2-1 單股螺旋 3
1-2-2 雙股螺旋 4
1-3 人工雙股螺旋 6
1-3-1 氫鍵予體/受體的類型
1-3-1-1 非以DNA 為基礎的氫鍵予體/受體 7
（Non-DNA-based hydrogen bond donors/acceptors）
1-3-1-2 巨分子聚合物（Macromolecular polymers） 8
1-3-1-3 胜肽核酸（Peptide nucleic acid） 10
1-3-1-4 雙環-DNA 系統（Bicyclo-DNA） 12
1-3-1-5 己醣DNA 系統（Hexose DNA） 14
1-3-1-6 超分子聚合物（Supramolecular polymers） 16
1-3-2 鹽橋介質的類型 17
1-3-3 π-π 堆疊系統（π-π stacking）
1-3-3-1 Aryl-aryl interactions 19
1-3-3-2 芳香族寡醯胺族群（Aromatic oligoamides） 20
第二章 實驗結果與討論
2-1 研究動機與目的 25
2-2 研究結果與討論 27
2-2-1 單喹啉（quinoline）主體與凹槽試劑的合成討論27
2-2-2 雙喹啉主體與凹槽試劑的合成討論 34
2-3 DNA 的熔點測試 38
2-3-1 單喹啉主體化合物Tm 結果討論 47
2-3-2 雙喹啉主體化合物Tm 結果討論 49
2-4 變溫NMR 光譜實驗 52
2-5EtBr 取代實驗（EtBr displacement assay） 55
2-6 結論 57
第三章 實驗步驟 60
第四章 參考文獻 92

圖目
第一章 序論
【圖一】 簡單螺旋圖 2
【圖二】 三種螺旋的結構圖 3
【圖三】 三種螺旋之氫鍵形成模式 4
【圖四】 DNA 雙股螺旋圖與A-T，C-G 鹼基對結構圖 5
【圖五】 兩個單股螺旋經由類似彈簧延伸/壓縮以及類似漩渦的滑動來形成雙股螺旋 6
【圖六】 （1）的分子結構圖和X-ray 晶體圖 7
【圖七】 （2）和poly(leucine)，poly(glutamine)的結構 8
【圖八】 （2）的三種螺旋結構圖 9
【圖九】 PNA（3）和DNA（4）比較 10
【圖十】 PNA 十聚體中間的四個鹼基經氫鍵自身互補成雙股螺 11
【圖十一】 （a）PNA 三股螺旋結構圖
（b）以ATCG 鹼基表示 11
【圖十二】 DNA 和b-DNA（5）及bca-DNA（6）結構圖 12
【圖十三】 bicyclo[3.2.1]-DNA 所形成的雙股螺旋結構 13
【圖十四】 （a）已醣（7），（8）和（9）的結構圖 14
（b）八聚體己糖DNA 自身所生成的雙股螺旋結構
（c）己醣DNA 單股和RNA 單股生成的雜交雙股螺旋 15
【圖十五】 超分子聚合物（10）和（11）的結構 16
【圖十六】 超分子雙股螺旋的合成策略 17
【圖十七】 amidinium–carboxylate 所形成的鹽橋 18
【圖十八】 鹽橋纏繞所形成的雙股螺旋 18
【圖十九】 多電子和缺電子折疊體藉著堆疊交互作用生成雙股結構 19
【圖二十】 (a) 芳香族寡醯胺化合物經分子內氫鍵折疊成單股螺旋
(b) 兩個單股螺旋經類似彈簧的延伸纏繞成雙股螺旋 20
【圖二十一】 （212）的芳香族側鏈交互作用來穩定雙股結構 21
【圖二十二】 （a）芳香族寡醯胺化合物（16）和（22）結構，以及經過氧化後的產物（23）和（24）結構
（b）（23）生成的同核雙股螺旋
（c）（22）和（23）生成的異核雙股螺旋 22
【圖二十三】 （a）兩種不同單元的寡醯胺化合物
（b）此兩種寡醯胺所形成的雙股螺旋結，有不同的扭
張角 23
【圖二十四】 化合物（26）結構，以及可以生成四股螺旋 24
第二章 實驗結果與討論
【圖二十五】 芳香族寡醯胺摺疊體 26
【圖二十六】 寡醯胺八聚體的X-ray 晶體結構 26
【圖二十七】 小凹槽鍵結試劑和螺旋主體結合後預期對DNA 鍵結示意圖 26
【圖二十八】 喹啉主體和netropsin 衍生的小凹槽鍵結試劑來進行N-acylation 縮合反應 27
【圖二十九】 CT-DNA 之Tm 圖 38
【圖三十】 （16）（2μM）於室溫之Tm 圖 39
【圖三十一】 （16）（2μM）於38℃加熱3 小時之Tm 圖 39
【圖三十二】 （16）（2μM）於60℃加熱1 小時之Tm 圖 40
【圖三十三】 （17）（2μM）於室溫之Tm 圖 40
【圖三十四】 （17）（2μM）於60℃加熱1 小時之Tm 圖 41
【圖三十五】 （18）（2μM）於室溫之Tm 圖 41
【圖三十六】 （18）（2μM）於60℃加熱1 小時之Tm 圖 42
【圖三十七】 （25）（2μM）於室溫之Tm 圖 42
【圖三十八】 （25）（2μM）於38℃加熱3 小時之Tm 圖 43
【圖三十九】 （25）（2μM）於60℃加熱1 小時之Tm 圖 43
【圖四十】 （26）（2μM）於室溫之Tm 圖 44
【圖四十一】 （26）（2μM）於60℃加熱1 小時之Tm 圖 44
【圖四十二】 （25）（4μM）於室溫之Tm 圖 45
【圖四十三】 （25）（4μM）於60℃加熱1 小時之Tm 圖 45
【圖四十四】 （26）（4μM）於室溫之Tm 圖 46
【圖四十五】 （26）（4μM）於60℃加熱1 小時之Tm 圖 46
【圖四十六】 化合物（25）與其氫原子編號 52
【圖四十七】 化合物（15）化學位移9.8~12.6 之變溫NMR 疊圖 52
【圖四十八】 化合物（15）化學位移6.0~9.5 之變溫NMR 疊圖 53
【圖四十九】 化合物（15）3D 模擬圖 53
【圖五十】 化合物經EtBr 取代實驗之數據圖 55
【圖五十一】 （a）雙喹啉結構的X-ray 結晶圖，為一平面結構
（b）化合物（25）的分子3D 結構圖 58
【圖五十二】 接兩個小凹槽試劑化合物示意圖 58
【圖五十三】 以咪唑組成的小凹槽鍵結試劑 59

流程目
第二章 實驗結果與討論
【流程一】 具有烯基雙酯化合物（4）的製備 28
【流程二】 建立單喹啉結構化合物（5） 28
【流程三】 單喹啉結構經氯化得到化合物（6） 29
【流程四】 化合物（6）進行氫化反應且移除氯取代基 30
【流程五】 化合物（7）做上保護基得到化合物（8） 30
【流程六】 化合物（8）經由鹼性條件下水解成酸基化合物（9） 31
【流程七】 酸基化合物（9）活化成醯氯化合物（10） 31
【流程八】 兩種小凹槽鍵結試劑進行氫化反應得到產物 32
【流程九】 單喹啉醯氯化合物和小凹槽鍵結試劑進行縮合反應 33
【流程十】 2-喹啉甲酸（19）進行醯氯化反應得到產物（20） 34
【流程十一】 合成雙喹啉結構的化合物（21） 34
【流程十二】 使用乙酸乙酯做為溶劑來進行氫化反應 35
【流程十三】 新的氫化條件所合成的雙喹啉結構的化合物 35
【流程十四】 製備出雙喹啉醯氯化合物（24） 36
【流程十五】 雙喹啉主體與小凹槽鍵結試劑的結合 37

表目
第二章 實驗結果與討論
【表一】DNA 與單喹啉化合物在不同溫度與濃度下的Tm 數據 47
【表二】DNA 與雙喹啉化合物在不同溫度與濃度下的Tm 數據 49

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