1991年，肽核酸PNA（Peptide nucleic acid）首次出现。PNA是DNA的模拟物，人工合成的化合物。在PNA中，DNA的磷酸二酯桥被N-（2-氨基乙基）-甘氨酸替代。用于体内研究，PNA有以下几个方面的优势：（1）对抗核酸酶、肽酶的良好生物稳定性；（2）与互补DNA、RNA的高亲和性和高特异性；（3）与血浆中物如蛋白等的非特异性作用低；（4）合成方便。限制PNA应用的主要因素就是其在水中的溶解度不够理想，另外，PNA手性的缺失，可能是其与互补DNA序列结合时方向选择性差的原因。PNA的单体是由甘氨酸起始合成的，所以很自然可以用其它的氨基酸替代甘氨酸进行PNA的改造和修饰。许多课题组对改善PNA的手性进行了研究，如在PNA末端引入其它手性氨基酸、多肽或寡聚核苷酸，或用手性氨基酸替代PNA中甘氨酸的骨架，以使新结构的PNA在与互补DNA作用时，具有平行和反平行方向的识别能力。 反式-4-羟基-L-脯氨酸可以通过化学手段很容易得到其四种立体异构体，且其吡咯烷环能巧妙地模拟DNA的脱氧核糖环结构，已经被成功的用于结构限制性PNA单体合成的起始原料。我们课题组采用反式-4-羟基-L-脯氨酸为起始原料，先后设计、制备了两种类型的手性结构限制性的PNA单体：aepPNA（aminoethylproplyPNA）和ampPNA（aminomethylpyrrolyPNA）。在aepPNA和ampPNA中，天然碱基（A、T、C、G）均是直接连于吡咯烷环的4-C上。在由新手性单体构建的同聚物aepPNA T₁₀-Lys-NH₂，aepPNA A₁₂-Lys-NH₂，ampPNA T₁₀-Lys-NH₂和ampPNA A₁₀-Lys-NH₂中，只有aepPNA A₁₂-Lys-NH₂和ampPNA A₁₀-Lys-NH₂与互补的DNA序列有结合。我们推测造成aepPNA和ampPNA杂交性质因碱基不同而异的原因，可能是与构成寡聚物单体的骨架刚性太强有关。为了验证这种推测，我们设计了第三个新结构PNA类似物：apmPNA（aminopyrrolymethylPNA）。从化学结构上而言，apmPNA与aepPNA和ampPNA有两点明显的区别：（1）碱基的连接方式。在aepPNA和ampPNA中，碱基均是直接与吡咯烷环连接；而在apmPNA中它是通过一个亚甲基桥与毗咯烷环连接。（2）连接碱基的碳原子的性质。在aePPNA和amPPNA中是手性的，而在apmPNA中则是非手性的。通过这些改动会为即mPNA骨架增加一定的柔韧性，使即mPNA在与互补DNA作用时，更有利于构像的调整，便于结合。同时，apmPNA保留了aepPNA和ampPNA中的叔胺结构，它的存对提高apmPNA的水溶性非常有帮助。 本论文以反式一4一轻基一L一脯氨酸为起始原料，选择合适的保护策略，合成了四个含有天然碱基（胸腺嚓睫T、胞嗜睫C、腺镖吟A、鸟嚓吟G）、Boc-保护的、适于固相多肤缩合反应的新结构肤核酸单体以及14个中间体。所有未知化合物，通过相应的质谱（队B一Ms）、核磁共振（’HNMR，‘H一IHeosY，HMBC）、红外（IR）以及元素分析的鉴定。 以合成的新结构单体为基本单元，采用固相多肤缩合的方法，制备了3个apmPNA序列:Tl。一Lys一H:，Lys一AS一Lys一NHZ， ASGAZ一Lys一H:和两个插入原始aegpNA（aminoet场lglyeylpNA）的序列:T*3tT*4一Lys^NHZ，（T*t）4一Lys一NHZ （T*:aegPNA单体;t:apmPNA单体）。经凝胶层析和RP一HPLc纯化后，通过质谱鉴定为所需目标产物。 通过紫外熔解曲线和’H NMR的测定，对所合成的3个apmPNA序列和两个插入原始aegPNA的序列与互补DNA的亲和性进行了研究。3个apmPNA序列一Tl。一琢s一NHZ，Lys一As一琢s一H:，ASGAZ一Lys一NH:与相应的互补DNA均无结合:两个插入原始aegPNA的序列一T*3tT*4一切s一NH:，（T*t）’一Lys一NH:（T*:aegPNA单体;t:arnpPNA单体）中，只有T*3tT、一Lys一H:与互补DNA有结合（Tm二犯℃），其热稳定性低于相应的aegPNAT*8一切s一NHZd AS（Tm二42℃）。这一结果表明:（l）新结构肤核酸骨架柔韧性的增强，不能改善其与互补DNA的亲和性。造成aepPNA和amppNA杂交性质因碱基不同而异的原因，不仅仅与骨架的刚性有关，有待更深入的研究。（2）apmPNA单体插入到原始aegPNA序列中后，使序列骨架的一致性造到破坏，引起Tm明显降低。插入4个apmpNA单体后的序列与互补DNA则不再有结合，说明这种破坏是有加和性的。