Angew. Chem. Int. Ed.封面和自然•中國相關報導
在國家基金委、科技部和中科院的大力支持下，長春應用化學研究所曲曉剛研究員領導的生物無機化學/化學生物學研究團隊在老年痴呆症藥物篩選、作用機制和端粒、端粒酶功能調控及特殊結構核酸識別等方面取得了系列創新性的研究成果。
隨著世界人口老齡化，神經退行性疾病，特別是老年痴呆症（AD）發病率顯著提高，但AD病的確切發病機制尚不清楚。為此，對AD病的研究和治療已成為人們關注的焦點。目前應用於AD病治療的藥物多是一些改善症狀類藥物，很難從根本上治癒。抑制AD病的病變蛋白Aβ的聚集及解聚已成為治療AD病的重要手段之一。該研究團隊利用化學、分子生物學、生物化學、生物物理和現代波譜學等手段，構建了篩選AD病病變蛋白Aβ-ECFP細胞篩選體系，發現一些特殊結構類型聚金屬氧酸鹽能夠調控Aβ的聚集。細胞學、酶學、生物物理等多種實驗結果表明，聚金屬氧酸鹽能夠抑制AD病病變蛋白Aβ纖維結構的形成。抑制效果與聚金屬氧酸鹽的結構、所帶電荷數及體積密切有關。最新研究論文作為本期內封面文章發表在Angew. Chem. Int. Ed. 2011, 50, 4184–4188；並被美國最近一期化學與工程新聞期刊(C&EN)副主編Lauren K. Wolf博士給予亮點報導。
他們還發現，Aβ作為聚集核可有效誘導DNA發生聚集，而與老年痴呆症密切相關的金屬離子如Zn2+、Cu2+則可以阻止Aβ誘導的DNA聚集過程（Biophysical J. 2007, 92, 185-191）。進一步研究表明，Zn2+和Cu2+與阿爾海默症的Aβ蛋白結合能釋放水分子。這對認識Amyliod引起的病變機理與DNA之間的關係以及金屬離子在其中所起的作用提供了新思路；他們近期研究證實，Aβ聚集可誘導左手螺旋的Z-DNA向右手螺旋的B-DNA轉化，β-摺疊結構是Aβ誘導DNA結構轉化的關鍵因素。在Aβ誘導DNA構象轉化的同時，Z-DNA可以通過捕獲Aβ寡聚體從而抑制Aβ纖維化的過程，上述研究成果對認識Aβ 蛋白毒性及在AD病中的作用機制具有重要意義。工作發表在Chem. Commun., 2010, 46, 7187–7189，並被Nature China以Chemical biology: A new twist in Alzheimer's disease給予評述。
端粒DNA和端粒酶與壽命和疾病如癌症等密切相關，已成為癌症治療的特殊靶標。針對國際上報導的G-四鏈DNA結合體對人類端粒DNA選擇性差，亟待發現以端粒酶為靶點的高選擇性抗癌試劑。結合四鏈DNA的構象、溝區大小及G-平面構型，該研究團隊設計、合成系列金屬超分子化合物。幸運地發現第一個可選擇性識別人類端粒G-quadruplex DNA並有效抑制端粒酶活性的抑制劑，這個金屬超分子手性化合物的P對應體對DNA具有手性識別能力，其選擇性優於歐美臨床同類使用藥物BRACO-19 (Nucleic Acids Res., 2008, 36, 5695-5703)，目前已申請專利。
進一步研究表明，人類端粒DNA Loop結構與序列調控金屬超分子化合物對G-quadruplex DNA的手性選擇性，改變DNA Loop長度及序列可消除金屬超分子配合物的手性選擇性及構型轉化。設計合成的金屬超分子化合物可抑制端粒酶活性，使端粒長度縮短、細胞衰老，上調細胞周期依賴激酶抑制蛋白P16及P21的表達並表現出手性選擇性，進而解釋其在癌細胞中的作用機制 (J. Medicinal Chem., 2010,53, 492-498; Chem. Eur. J., 2011, DOI:10.1002/chem.201100272)，為發展以端粒酶為靶點的高選擇性抗癌藥物奠定基礎。他們利用四鏈DNA構型轉化，設計開展新型可控四鏈DNA藥物釋放體系，可在多種可控條件下，實現在細胞中藥物的有效釋放和利用 (Angew. Chem. Intl. Ed., 2011, 50, 882-886; Nucleic Acids Research, 2011, 39, 1638-1644)。
最近，研究人員建立了特殊結構核酸如三鏈核酸穩定試劑的篩選平臺，並探討了非穩定質子化三鏈DNA在納米管表面的形成。這些工作為發展基因治療試劑及三鏈核酸的組裝和應用提供理論指導（Nucleic Acids Research, 2011, 39, ASAP DOI: 10.1093/nar/gkq1347；Nucleic Acids Research, 2011, 39, DOI: 10.1093/nar/GKR322）。