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肿瘤是严重威胁人类健康和生命的常见病和多发病，已成为人类死亡的第二位病因，也是治疗难度最大的疾病之一。目前对肿瘤的治疗以化学药物治疗为主，经过几十年的不懈努力，抗肿瘤药物的研究已经进入一个新的阶段，大量新作用靶点的药物逐渐应用于临床。近年来，以G-四链体为靶点的抗肿瘤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，包括端粒末端、部分癌基因、生长因子的表达控制区域等，这些基因都属于G-四链体基因家族。研究表明能够诱导DNA形成G-四连体或者稳定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。因此以G-四链体为抗肿瘤药物靶点对化合物进行筛选和结构设计成为目前化学家和生物学家的关注点。本文的主要工作如下：
1.基于G-四链体为靶点的抗肿瘤药物的筛选。本文筛选了近百种天然产物和新合成化合物，以期寻找到具有诱导DNA形成G-四连体或者稳定G-四链体作用的小分子，并进行构效关系研究，寻找其活性基团并对其进行相应的结构修饰，从而得到具有更高活性的小分子。通过两年的筛选工作，共找到具有G-四链体活性的小分子3种，并对这3种小分子与G-四链体的相互作用进行了较为深入的研究。
2.胆酸-氨基酸复合物BAA选择性诱导c-myc启动区DNAG-四链体的形成。以胆酸.氨基酸复合物BAA为配体，进行了CD、凝胶电泳、NMR、荧光实时定量PCR等多个实验，证明了BAA能够选择性诱导c-myc形成G-四链体并抑制c-myc在乳腺癌细胞MCF-7中的转录。
3.双苄基异喹啉类生物碱汉防己碱和小檗胺与端粒G-四链体相互作用研究。以双苄基异喹啉类生物碱汉防己碱和小檗胺为配体，进行了变温CD、NMR、计算机模拟、细胞毒实验，从不同角度研究了两种化合物与端粒DNAG-四链体相互作用的情况。证明了两种化合物均能稳定端粒DNAG-四链体结构。通过构效关系研究证明两种化合物侧链酚羟基的差异对两者与端粒DNAG-四链体的相互作用能力产生一定的影响。
4.Cu2+对抗肿瘤化合物米托蒽醌与人血清白蛋白的相互作用的影响。药物分子与人血清白蛋白相互作用的研究是目前生命科学、化学和医学界共同关注和感兴趣的课题之一。
然而，生命体系是一个复杂体系，生物体血浆中也含有大量的金属离子。因此，研究在金属离子存在下，药物分子与血清白蛋白之间的相互作用，对从分子水平上了解药物分子在人体内的传输、分布及药理作用具有重要的指导意义。本章运用荧光光谱(FS)、紫外-可见吸收光谱(UV)及圆二色谱(CD)研究了Cu2+对抗肿瘤化合物米托葸醌(MTO)与生物大分子人血清蛋白(HSA)之间相互作用的影响。结果证明Cu2+能够对MTO与HSA之间的相互作用产生影响。在cu2+存在条件下，MTO与HSA的结合常数、结合位点数及结合位点与Trp-214之间的距离明显减小，能量转移效率增加。并对产生影响的机制进行了讨论。