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

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高等学校化学学报 ›› 2024, Vol. 45 ›› Issue (08) : 134-144.

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
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摘要

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.

关键词

羟基自由基 / 氢键 / 反平行三链DNA / 加成反应 / 夺氢反应

中图分类号

O641.1

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王英辉, 薛浩明, 马斌, 李宗璇, 马亚婷, 马蕾, 魏思敏. 氢键对羟基自由基与鸟嘌呤反应影响的理论研究. 高等学校化学学报. 2024, 45(08): 134-144

基金

国家自然科学基金(批准号:22103007,82274353); 陕西省青年科技新星项目(批准号:2023KJXX-063); 陕西省重点研发计划项目(批准号:2024SF-YBXM-517,2024SF-YBXM-426); 西安市科技计划项目(批准号:22GXFW0153)、陕西中医药大学2023年度科技创新人才体系建设计划项目(批准号:2023-LJRC-03); 大学生创新创业训练计划项目(批准号:S202310710221)和陕西省自然科学基础研究计划项目(批准号:2024JC-YBQN-0586)资助

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