羥基自由基引發(fā)的尿嘧啶核苷氧化損傷機理的理論研究.pdf

1、本論文采用密度泛函理論（DFT）研究了羥基自由基(?OH)引發(fā)的尿嘧啶核苷的氧化損傷機理，主要內容包括：
　　1.?OH與尿嘧啶核苷反應機理和動力學研究
　　采用量子化學DFT方法研究了?OH與尿嘧啶核苷發(fā)生加成反應和脫氫反應的機理，以水和苯代表極性和非極性溶劑，探究了溶劑化效應對反應的影響。采用變分過渡態(tài)CVT理論/小曲率隧道效應SCT方法計算了氣相、水相及苯相中，298K和人體正常溫度310K下各反應路徑的速率常數(shù)，給出

2、了反應的分支比，確定了主要反應通道。
　　?OH可以和尿嘧啶核苷發(fā)生加成反應和脫氫反應，形成四條加成反應通道和三條脫氫反應通道。加成反應是主要反應，占總反應的99.9％，而脫氫反應幾乎可以忽略。cis-U6OH加合物在熱力學上是最穩(wěn)定的產物，而cis-U5OH路徑的反應能壘最低，由于動力學因素占主導地位，所以cis-U5OH是最主要的反應路徑，cis-U5OH加合物是最主要的產物，在298K和310K下三相中分支比為59.0%-7

3、1.6%。在極性溶劑水中所有反應路徑的能壘都升高，而在非極性溶劑苯中所有反應路徑的能壘都下降，但反應趨勢不變，在所有環(huán)境中，反應的順序都為cis-U5OH>trans-U5OH>trans-U6OH>cis-U6OH>UN3H8>UC5H10>UC6H11。298K時，氣相、水相和苯相中的總反應速率常數(shù)分別為2.39×1010、2.74×109和8.01×1010dm-3 mol-1 s-1，和實驗值能很好吻合。
　　2.5(6)

4、-羥基-6(5)-過氧基-5,6-二氫尿嘧啶核苷異構化反應機理研究
　　?OH與尿嘧啶核苷發(fā)生加成反應生成的四種加成產物容易和O2反應，生成5-羥基-6-過氧基-5,6-二氫尿嘧啶核苷和5-過氧基-6-羥基-5,6-二氫尿嘧啶核苷，共八種構型。采用量子化學方法在B3LYP/6-311+G(d,p)水平下研究了這八種尿嘧啶核苷過氧自由基異構化反應路徑，確定了各過氧自由基的主要反應路徑。
　　反應路徑主要有三種，A路徑：順式（c

5、is）的四種構型發(fā)生C5-C6開環(huán)反應，生成二醛基化合物；B路徑：反式（trans）的四種構型發(fā)生成環(huán)反應，生成環(huán)氧化合物；C路徑：5-過氧基-6-羥基-5,6-二氫尿嘧啶核苷（5-OO-6-OH-DHU）的四種構型還可能發(fā)生N1-C6開環(huán)反應。A和C路徑會導致堿基開環(huán)，而B路徑則導致成環(huán)，其中C路徑反應能壘最高。
　　研究了單分子水對異構化反應的影響。水分子的加入影響了氫轉移過程的能量，使A和B路徑的能壘升高，而C路徑的能壘下降