肿瘤是严重威胁人类健康和生命的常见病和多发病，已经成为人类死亡的第二大病因。尽管目前对肿瘤的治疗还是以化学药物治疗为主，但是经过几十年的不懈努力，抗肿瘤药物的研究已经进入了一个新的阶段，大量新作用靶点的药物逐渐应用于临床。近年来，以G-四链体为靶点的抗癌药物研究引起了人们的广泛注意，G-四链体结构存在于人体基因组的一些重要位置，其中包括了端粒末端、部分癌基因、生长因子的表达调控区域等，这些基因都属于G-四链体基因家族(quadrome)。研究表明能够诱导DNA形成G-四链体或稳定G-四链体的小分子化合物可通过抑制端粒酶活性或降低癌基因转录表达而达到抗肿瘤的效果。为此，本文概述了G-四链体结构、G-四链体基因家族及其相关生物学意义的研究进展，研究了去甲基白叶藤碱衍生物和小檗碱衍生物与不同类型的G-四链体的相互作用，并进行了初步的相互作用模式和构效关系分析。主要工作包括： 1. G-四链体及其相关生物学功能的研究进展。文中概述了G-四链体的结构类型及特点，G-四链体基因家族的组成，代表性G-四链体DNA——人端粒末端DNA和癌基因c-myc DNA的结构特点及端粒和c-myc对肿瘤形成的影响作用，小分子配体与G-四链体的作用模式，以G-四链体为靶点的小分子配体的研究进展以及有机小分子与G-四链体相互作用的研究方法等，并在此基础上提出本论文的研究目的和研究内容。 2. 去甲基白叶藤碱衍生物与c-myc启动子区域的G-四链体相互作用的研究。以11-氨基取代去甲基白叶藤碱衍生物为配体，进行了包括凝胶阻滞实验、CD光谱、选择牲透析、计算机分子模拟、PCR中止实验、RT-PCR等多种实验，证明了去甲基白叶藤碱衍生物可以诱导并稳定c-myc形成G-四链体结构、抑制c-myc启动子区域DNA的扩增并抑制c-myc在肝癌细胞Hep G2中的转录，而且，11位上引入的侧链末端基团对于去甲基白叶藤碱衍生物与c-myc G-四链体之间的相互结合能力、相互作用模式有明显的影响，进而导致不同侧链末端的衍生物具有不同的相互作用能力。 3. 小檗碱衍生物与c-myc启动子区域G-四链体DNA相互作用的研究。以9-脂肪链取代小檗碱衍生物为研究对象，进行了凝胶阻滞实验、CD光谱、选择性透析、PCR中止实验和细胞毒实验，从不同的角度研究了衍生物与c-myc启动子区域G-四链体DNA的相互作用情况，证明了小檗碱衍生物能够诱导并稳定c-myc形成G-四链体结构、抑制c-myc启动子区域DNA的扩增。此外，在9位引入侧链能够明显增强小檗碱衍生物对G-四链体DNA的选择性，且不伴随细胞毒性的增加。 4. 去甲基白叶藤碱及小檗碱衍生物与端粒G-四链体DNA相互作用的研究。利用CD光谱、选择性透析、PCR中止实验、TRAP实验和细胞毒实验，对比了两个系列生物碱衍生物——去甲基白叶藤碱和小檗碱衍生物对端粒G-四链体DNA的作用关系，包括诱导、稳定G-四链体形成的能力、选择性结合G-四链体的能力以及对端粒相关生物学功能的影响。发现这两类衍生物均可以诱导/稳定端粒DNA形成G-四链体结构，但作用模式可能存在差异，导致了两类衍生物在作用效果上存在一定差异。 5. 小分子配体与G-四链体DNA作用模式及构效关系分析。基于各方面实验结果，对两类生物碱衍生物——去甲基白叶藤碱衍生物和小檗碱衍生物对不同结构的G-四链体DNA的作用模式进行了比较和分析，以此为基础，进行了初步的构效关系分析，为进一步改造和修饰这两类靶向G-四链体DNA的生物碱衍生物提供了初步的理论依据。