核苷水解酶是一类以Ca2+为中心金属离子的金属酶,可以有效催化核糖核苷N-糖苷键的水解获得核糖和碱基。作为病原生物体嘌呤补救途径(purine salvagepathway)的关键酶,近年来在抗寄生虫病药物设计中受到广泛关注,相关领域的研究已经引起了广泛的兴趣,并取得重要的进展。然而,目前对核苷水解酶与底物作用的微观机理及其保守残基的作用并不十分清楚。本文选取了与次黄嘌呤核苷-腺嘌呤核苷-鸟嘌呤核苷水解酶相关的模型体系,对它们的结构特征和相关化学反应进行了理论计算研究,调查质子化和低能电子附着对N-糖苷键水解性质的影响。　　 本文主要获得的主要结果如下:　　 (1)通过核苷水解酶活性中心模型的构建和密度泛函计算,分别研究了中性的次黄嘌呤核苷和N7-质子化的次黄嘌呤核苷阳离子底物中N-糖苷键解离的势能面曲线和热力学性质。结果表明,N7-质子化活化了次黄嘌呤核苷阳离子的碱基离去基团,其能垒要比中性底物体系小得多。　　 (2)为了探明嘌呤核苷底物的水解性质,对三种嘌呤核苷体系及其N7-质子化的衍生物结构性质、键解离能、水解机理进行了详细分析。计算结果显示,质子化嘌呤核苷与中性嘌呤核苷的水解机理并不完全相同,且质子化可以明显减少N-糖苷键离子解离通道所需要的能量,降低其水解活化能,稳定水解产物,极大地促进N-糖苷键的水解。　　 (3)与文献中的低能电子附着DNA脱氧核糖核苷情况相似,嘌呤核苷俘获低能电子能够改变其平衡构型及电荷分布,显著地降低N-糖苷键的键解离能,影响嘌呤核苷的稳定性。