發(fā)布時(shí)間：2018-04-08 10:45

  本文選題：dCMP　切入點(diǎn)：分子　出處：《廣西師范大學(xué)》2011年碩士論文

【摘要】：DNA損傷與蛋白質(zhì)損傷是引起人類多種疾病的重要原因,近年來,關(guān)于這方面的研究成果層出不窮,出現(xiàn)了DNA組學(xué)和蛋白質(zhì)組學(xué)。隨著理論化學(xué)和計(jì)算機(jī)科學(xué)的發(fā)展,計(jì)算化學(xué)越來越成為一種研究化學(xué)反應(yīng)的重要手段。本文采用密度泛函理論B3LYP/DZP++方法研究了生物小分子的若干化學(xué)性質(zhì),取得了一系列與實(shí)驗(yàn)相一致的結(jié)果。 大量研究表明,含氧自由基與DNA反應(yīng)所導(dǎo)致的DNA損傷與生物體內(nèi)的基因突變、癌變以及細(xì)胞老化有直接關(guān)系。在本文中第三章中我們對2'-脫氧胞苷-5'-磷酸(記為dCMP)羥基加合物的分子結(jié)構(gòu)及相關(guān)性質(zhì)進(jìn)行研究,這可以幫助我們加深羥基自由基對DNA的破壞性作用的認(rèn)識。B3LYP/DZP++計(jì)算結(jié)果表明,DNA中最小的基本單位之一——2'-脫氧胞苷-5'-磷酸(dCMP)的胞嘧啶環(huán)中各C原子上的單羥基加合物的相對穩(wěn)定性順序?yàn)椋篊5＞C6＞＞C4≥C2。加合物的穩(wěn)定性、自旋密度、靜電勢以及dCMP的電子密度、靜電勢、電荷分布分析表明,dCMP遭遇多個(gè)羥基自由基攻擊時(shí),第一個(gè)羥基自由基加在dCMP的C5上,而C6則成為第二個(gè)羥基自由基的進(jìn)攻目標(biāo)。反應(yīng)中一旦形成了C2-位單羥基加合物,則極有可能在DNA復(fù)制過程中引起致命的基因突變,也可能誘發(fā)DNA-DNA以及DNA-蛋白質(zhì)的鏈間交聯(lián),引起更復(fù)雜的損傷。相反,C5、C6-位上單羥基加合物的形成對DNA的穩(wěn)定性不構(gòu)成直接威脅。 氨基酸是蛋白質(zhì)的基本組成單位,其氧化還原特征將直接影響到蛋白質(zhì)的穩(wěn)定性。所有氨基酸中,甘氨酸(Gly)、丙氨酸(Ala)、纈氨酸(Val)、亮氨酸(Leu)、異亮氨酸(Ile)、半胱氨酸(Cys)、脯氨酸(Pro)、甲硫氨酸(Met)、苯丙氨酸(Phe)、酪氨酸(Tyr)和色氨酸(Trp)等11種氨基酸均含有非極性側(cè)鏈,為疏水型氨基酸,通常會形成蛋白質(zhì)的疏水內(nèi)核,對維持蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定有重要作用。本文第四章采用密度泛函理論方法研究了11種疏水氨基酸的單電子氧化還原性質(zhì),B3LYP/DZP++計(jì)算結(jié)果表明,水平上研究氣相中疏水氨基酸的單電子氧化還原性質(zhì)。計(jì)算表明：發(fā)生單電子氧化反應(yīng)時(shí),側(cè)鏈較小的甘氨酸、丙氨酸、脯氨酸、纈氨酸、亮氨酸、異亮氨酸丟失電子的主要部位是氨基、α-碳和羧基,對應(yīng)著相對較大的絕熱電離能(8.52—9.15 eV)；而半胱氨酸、甲硫氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸因側(cè)鏈丟失較多負(fù)電荷,其電離能有所降低。氣相中疏水氨基酸從外界捕獲-個(gè)電子時(shí)形成具有偶極邊界結(jié)構(gòu)和價(jià)鍵結(jié)構(gòu)的混合狀態(tài)陰離子,絕熱電子親合勢在—0.08至—0.63 eV之間。由于氨基酸電離能較大且電子親合勢為負(fù)值,所以在氣相中它們既不容易被氧化也難以被還原。 研究表明,半胱氨酸分子發(fā)生單電子氧化反應(yīng)形成相對穩(wěn)定的陽離子自由基時(shí),其幾何結(jié)構(gòu)、電子結(jié)構(gòu)均有明顯改變。分子電離通�？梢哉J(rèn)為分兩步來完成,第一步是垂直電離,形成瞬態(tài)陽離子。而后發(fā)生結(jié)構(gòu)松弛,產(chǎn)生穩(wěn)態(tài)陽離子或?qū)е码x子解體。通過實(shí)驗(yàn)方法和一般的量子化學(xué)方法只能找到電離反應(yīng)的最初的中性分子、瞬態(tài)陽離子和穩(wěn)態(tài)陽離子三種狀態(tài)的幾何結(jié)構(gòu)和電子結(jié)構(gòu),卻無法理解和觀察到結(jié)構(gòu)松弛時(shí)分子內(nèi)電子轉(zhuǎn)移的具體過程。本文的第五章采用一種較為新穎的思路來“觀察”半胱氨酸電離后陽離子自由基的幾何結(jié)構(gòu)松弛過程及其伴隨的電子結(jié)構(gòu)的變化。應(yīng)用B3LYP/DZP++方法研究了半胱氨酸陽離子垂直電離后得到相對穩(wěn)定的陽離子的結(jié)構(gòu)松弛過程中各中間體的分子結(jié)構(gòu)和電子結(jié)構(gòu)。對分子軌道和NBO電荷的分析一致表明,結(jié)構(gòu)松弛過程中陽離子內(nèi)電子的重新分布既發(fā)生在前線分子軌道M032α、MO31β內(nèi)部,也發(fā)生在M032α、MO31β之間。陽離子的結(jié)構(gòu)松弛過程中的內(nèi)部電子遷移是導(dǎo)致分子幾何結(jié)構(gòu)改變和分子能量降低的根本原因。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：廣西師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類號】：R346

【參考文獻(xiàn)】

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1 李冰冰;趙倩;張龍富;;活性氧與蛋白質(zhì)氧化損傷[J];平頂山工學(xué)院學(xué)報(bào);2005年05期

2 郝春燕,蘇海翔,姚侃;蛋白質(zhì)氧化性損傷與疾病研究進(jìn)展[J];國外醫(yī)學(xué)(臨床生物化學(xué)與檢驗(yàn)學(xué)分冊);2004年05期

3 侯若冰;李偉偉;;含嘌呤的DNA單核苷酸分子結(jié)構(gòu)與氧化還原性質(zhì)[J];廣西師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2009年04期

4 郭志峰,安秋榮;氨基酸氣相電離能的測定[J];河北大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);1997年03期

5 楊池明,陳義;朊病毒和瘋牛病中蛋白自由基化學(xué)問題的探討[J];化學(xué)通報(bào);2000年01期

6 季燕菊;焦楊;;OH自由基與腺嘌呤反應(yīng)的密度泛函研究[J];山東理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2007年05期

7 王金富，李建華，戴柏青，，閻作琨，惲勤;超氧自由基與嘧啶堿基及其核苷反應(yīng)的ESR研究[J];生物化學(xué)與生物物理學(xué)報(bào);1994年04期

8 班福強(qiáng)，戴柏青;超氧陰離子自由基與嘧啶反應(yīng)產(chǎn)物的量子化學(xué)研究[J];生物化學(xué)與生物物理學(xué)報(bào);1995年05期

9 李培峰;活性氧對銅鋅超氧化物歧化酶的氧化修飾作用[J];生理科學(xué)進(jìn)展;1995年01期

10 李培峰，方允中;活性氧對蛋白質(zhì)的損傷作用[J];生命的化學(xué)(中國生物化學(xué)會通訊);1994年06期

本文編號：1721267