本文關(guān)鍵詞：核苷酸形成和修復(fù)的化學(xué)機制

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【摘要】：RNA分子組成的生命系統(tǒng)之所以能夠不斷進化,源于RNA分子具有自我催化和儲存信息的功能;DNA分子的結(jié)構(gòu)比RNA更穩(wěn)定,所以儲存遺傳信息的功能逐漸被DNA分子替代,蛋白質(zhì)代替了RNA的催化功能,由此可見核苷酸在生命起源過程中起到關(guān)鍵性作用。本論文采用計算化學(xué)方法系統(tǒng)的研究嘧啶核苷酸和嘌呤核苷酸前驅(qū)物多組分組裝過程及嘌呤核苷酸堿基損傷修復(fù)的理論機制。主要研究結(jié)果如下:我們利用密度泛函理論研究了氨基惡唑和氨基噻唑分別與甘油醛反應(yīng)的詳細機理。依據(jù)我們的計算結(jié)果,在氨基惡唑與甘油醛的反應(yīng)體系中,氨基惡唑啉的形成分成兩步C-C鍵的形成和環(huán)化過程。其中C-C鍵的形成決定了反應(yīng)的選擇性,核糖式氨基惡唑啉是主產(chǎn)物。盡管,惡唑半縮胺在實驗結(jié)果中未被檢測到,但在理論上是可以得到的。在氨基噻唑和甘油醛的反應(yīng)體系中,由于氨基噻唑的親和能力較弱,所以氨基噻唑啉很難形成。在動力學(xué)方面,噻唑半縮胺比氨基噻唑啉更容易形成,但在熱力學(xué)方面不太容易形成。然而,噻唑半縮胺向噻唑縮胺的轉(zhuǎn)化在動力學(xué)和熱力學(xué)方面都是有利的,所以為噻唑半縮胺的形成和轉(zhuǎn)化提供了驅(qū)動力。此外,計算表明磷酸鹽在輔助質(zhì)子傳遞的過程起到非常重要的作用。在上述研究組裝嘧啶核苷酸前驅(qū)物的基礎(chǔ)上,我們又研究了嘌呤核苷酸前驅(qū)物的組裝過程。我們主要研究嘌呤核苷酸的前驅(qū)物C5-惡唑啉的形成,根據(jù)磷酸參與的數(shù)量不同設(shè)計了兩種反應(yīng)路徑。只有一個磷酸參與反應(yīng)合成主要分兩步,親核加成和環(huán)化。兩個磷酸參與時,合成xylo(木式)構(gòu)型的C5-惡唑啉時,親核加成和成環(huán)同時進行,最后經(jīng)過一步氫轉(zhuǎn)移。其他三種構(gòu)型形成時需經(jīng)過親核加成、成環(huán)和氫轉(zhuǎn)移。計算結(jié)果表明lyxo(來蘇式)和ribo(核糖式)構(gòu)型產(chǎn)物是主要產(chǎn)物,arabino(阿拉伯式)和xylo構(gòu)型產(chǎn)物是副產(chǎn)物。此外,兩個磷酸參與的反應(yīng)更容易進行,親核加成是整個反應(yīng)的決速步。接下來我們對核苷酸修復(fù)做了一些相關(guān)研究,主要研究小分子催化劑脫除核苷酸上的甲醛加成物,進而實現(xiàn)核苷酸堿基的修復(fù)。計算結(jié)果表明,氨基苯磷酸鹽的催化效果最好。去除過程主要包括脫水和轉(zhuǎn)氨過程,其中轉(zhuǎn)氨過程中C-N鍵的斷裂是決速步。
【關(guān)鍵詞】：密度泛函理論 核苷酸 多組分組裝 堿基修復(fù)
【學(xué)位授予單位】：山東師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：O629.74
【目錄】：

• 中文摘要6-8
• Abstract8-10
• 第一章 緒論10-28
• 1.1 論文選題的背景及意義10
• 1.2 研究現(xiàn)狀及發(fā)展動態(tài)10-22
• 1.3 論文研究內(nèi)容和創(chuàng)新22-24
• 1.3.1 研究內(nèi)容22-23
• 1.3.2 特色與創(chuàng)新23-24
• 1.4 參考文獻24-28
• 第二章 理論計算基礎(chǔ)28-31
• 2.1 過渡態(tài)理論28-29
• 2.2 自洽反應(yīng)場理論29
• 2.3 自然鍵軌道理論29-31
• 第三章 嘧啶核糖和脫氧核糖核苷酸前驅(qū)體合成的理論研究31-53
• 3.1 引言31-33
• 3.2 計算細節(jié)33
• 3.3 結(jié)果與討論33-47
• 3.3.1 合成X3(氨基惡唑啉O3和氨基噻唑啉S3)33-41
• 3.3.2 合成半縮胺X641-45
• 3.3.3 合成縮胺X745-47
• 3.4 結(jié)論47-49
• 3.5 參考文獻49-53
• 第四章 嘌呤核糖核苷酸的多組分組裝理論研究53-66
• 4.1 引言53-54
• 4.2 計算方法54
• 4.3 結(jié)果與討論54-62
• 4.3.1 一分子磷酸參與嘌呤核苷酸前驅(qū)體多組分組裝的理論機制56-59
• 4.3.2 兩分子磷酸參與嘌呤核苷酸前驅(qū)體多組分組裝的理論機制59-62
• 4.4 結(jié)論62-63
• 4.5 參考文獻63-66
• 第五章 有機小分子催化嘌呤核苷酸堿基修復(fù)理論研究66-79
• 5.1 引言66-67
• 5.2 計算細節(jié)67
• 5.3 結(jié)果與討論67-75
• 5.4 結(jié)論75-76
• 5.5 參考文獻76-79
• 碩士期間發(fā)表的論文和參與的科研項目79-81
• 致謝81

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1 解麗煥;核苷酸形成和修復(fù)的化學(xué)機制[D];山東師范大學(xué);2016年

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本文編號：762393