康从民等用量子力学方法研究了一系列模型化合物的一碳单元转移反应,他们通过分析反应过程的构型及能量变化,得出模型化合物的一碳单元转移反应的一般过程,并推测了这些模型化合物的反应机理.该篇论文继续从理论上研究一碳单元转移反应.一方面,研究了更多的模型化合物,另一方面,使模型化合物更接近于生物体内的真实反应.通过对这些反应体系的研究,得出了一些具有指导意义的结论,为以后理论上和实验上更系统、更全面、更彻底地研究该类反应奠定了基础.该论文共分五部分:第一部分介绍了研究的方法,简要介绍了量子力学、分子力学理论发展概况并对这些理论方法做了简单描述.分类归纳了生物体内的一碳单元转移反应的各种类型,对酶催化一碳单元反应的研究现状做了评述.第二部分用分层计算法研究了5,10-CH<,2>-THF模型向脲嘧啶脱氧核糖核苷酸(一磷)酸(2-deoxyuridine 5-monophosphate,dUMP)简化模型转移甲醛一碳单元的反应过程,由于该反应中质子转移有三条不同的路径,所以一碳单元的转移过程也有三条路径.第三部分主要用密度泛函理论B3LYP方法在6-31G<*>基组水平上优化计算了5,10-CH<+>-THF的一系列模型化合物与甲胺的反应过程,对不同的四氢叶酸模型化合物的计算分析发现,它们的活性部位均在五元咪唑啉环上,并且它们与甲胺反应的过程是相似的,都经历了亲核反应、质子转移、键断裂等过程,其中质子转移反应的势垒最高,是反应的速度控制步,由此得出了一碳单元转移反应需要一般的酸碱催化.第四部分以生物体内dUMP与5,10-CH<,2>-THF的真实反应体系作为研究对象,模拟了生物体内dUMP在辅酶5,10-CH<,2>-THF作用下甲基化为胸腺嘧啶脱氧核糖核苷一磷酸(2-deoxyuridine 5-monophosphate,dTMP)的反应过程.论文的第五部分以小的酶片段参与的dUMP亚甲基化的反应作为研究对象,模拟了胸苷酸合成酶催化的四氢叶酸辅酶dUMP甲基化为dTMP的反应过程.