Cu2+对腺嘧啶-胸腺嘧啶碱基对阴离子质子转移的影响

doi:10.3866/PKU.WHXB20112799

物理化学学报 >> 2011, Vol. 27 >> Issue (12): 2799-2804.doi: 10.3866/PKU.WHXB20112799

Cu²⁺对腺嘧啶-胸腺嘧啶碱基对阴离子质子转移的影响

张凤, 王红艳, 林月霞

西南交通大学物理科学与技术学院, 成都 610031

收稿日期:2011-06-28 修回日期:2011-09-10 发布日期:2011-11-25
通讯作者: 王红艳 E-mail:fengfeng0514@126.com
基金资助:
国家自然科学基金(10974161, 11004160)和中央高校基本科研业务费专项基金(SWJTU09CX079, 2010ZT06)资助项目

Effects of Cu²⁺ on Proton Transfer Processes in an Adenine-Thymine Anion Base Pair

ZHANG Feng, WANG Hong-Yan, LIN Yue-Xia

School of Physical Science and Technology, Southwest Jiaotong University, Chengdu 610031, P. R. China

Received:2011-06-28 Revised:2011-09-10 Published:2011-11-25
Contact: WANG Hong-Yan E-mail:fengfeng0514@126.com
Supported by:
The project was supported by the National Natural Science Foundation of China (10974161, 11004160) and Fundamental Research Funds for the Central Universities, China (SWJTU09CX079, 2010ZT06).

摘要/Abstract

摘要： 采用B3LYP/DZP++方法研究了腺嘌呤-胸腺嘧啶(A-T)碱基对阴离子(AT)^-的单质子转移机理以及金属离子Cu²⁺对(AT)^-碱基对质子转移的影响. (AT)^-碱基对的单质子转移路径是由胸腺嘧啶N₂₅位上的质子H₂₆沿分子间的氢键N₂₅－H₂₆…N₁₀转移到腺嘌呤的N₁₀位. 金属Cu²⁺可通过络合作用分别吸附在(AT)^-碱基对O₂₄、O₂₈、N₄、N₁₃上, 从而影响(AT)^-碱基对中质子转移过程. Cu²⁺络合作用在胸腺嘧啶(T)的O₂₄、O₂₈上时, 发生了从胸腺嘧啶到腺嘌呤方向上的单质子转移反应; 而作用在腺嘌呤(A)的N₄、N₁₃上时, 得到了双质子转移的稳定产物.

关键词: 密度泛函理论, 碱基对, 质子转移, 络合作用, DNA破损

Abstract: The proton-transfer processes of the adenine-thymine (A-T) base pair anion (AT)^- and the Cu²⁺ cationized (A-T) base pair anion were investigated using the B3LYP/DZP ++ method. A single protontransfer process was found for the (A-T) base pair anion in which proton H₂₆ at the N₂₅ site of thymine transferred to the N₁₀ site of adenine. The metal cation Cu²⁺ can coordinate to the N₄ and N₁₃ sites of adenine as well as the O₂₄ and O₂₈ sites of thymine in (AT)^- by coordination interactions. For Cu²⁺ coordinated to the O₂₄ and O₂₈ sites of thymine the single proton transfer from thymine to adenine is possible. However, when Cu²⁺ interacts with the N4 or N13 of adenine the double proton-transferred product was found to be stable.

Key words: Density functional theory, Base pair, Proton-transfer, Coordination, DNA damage

张凤, 王红艳, 林月霞. Cu²⁺对腺嘧啶-胸腺嘧啶碱基对阴离子质子转移的影响[J]. 物理化学学报, 2011, 27(12), 2799-2804. doi: 10.3866/PKU.WHXB20112799

ZHANG Feng, WANG Hong-Yan, LIN Yue-Xia. Effects of Cu²⁺ on Proton Transfer Processes in an Adenine-Thymine Anion Base Pair[J]. Acta Phys. -Chim. Sin. 2011, 27(12), 2799-2804. doi: 10.3866/PKU.WHXB20112799

链接本文: https://www.whxb.pku.edu.cn/CN/10.3866/PKU.WHXB20112799

https://www.whxb.pku.edu.cn/CN/Y2011/V27/I12/2799

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