氢键对羟基自由基与鸟嘌呤反应影响的理论研究

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

基金资助

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