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氢键对羟基自由基与鸟嘌呤反应影响的理论研究
王英辉, 薛浩明, 马斌, 李宗璇, 马亚婷, 马蕾, 魏思敏
高等学校化学学报    2024, 45 (8): 20240208-.   DOI:10.7503/cjcu20240208
摘要   (568 HTML21 PDF(pc) (6604KB)(132)  

羟基自由基(OH)是一种有代表性的活性氧物质(ROS), 可与DNA分子反应导致DNA损伤. 研究结果表明, OH与鸟嘌呤(G)反应具有氢键依赖特性, 反平行三链中G碱基氢键环境与已报道的体系不同, 且更复杂, 可能导致反平行三链中OH与G碱基衰变反应不同. 基于此, 本文选取反平行三链碱基对GGC为模型, 通过结构分析、 最高占据轨道计算、 构建C4, C5, C8加成和夺氨基氢(H2)反应吉布斯自由能面等研究了氢键对G与OH反应的影响. 结果显示, OH可与第三条链中的G碱基通过直接夺氢反应生成中性自由基G(-H2); C8加成自由基在O2参与时易生成8-oxoG, 能垒低于夺氢路径, 为主反应通道, 但夺氢路径可与之竞争; 此外, 离子对中间体稳定性受氢键影响, 在GGC碱基对中, 羟基化自由基比离子对中间体更稳定.


IntCharge distribution/|e|
OH groupG2Extra water
5-0.2700.2330.004
6-0.4280.357-0.040
12-0.2680.150-0.002
13-0.4410.355-0.035