论文部分内容阅读
电离辐射可能导致基因突变、癌变、衰老等严重后果。从分子水平来看，电离辐射对生物体的损伤主要是由于电离辐射引起了生物细胞内DNA分子的损伤。辐射损伤分为两种：直接损伤和间接损伤。直接损伤是DNA直接吸收射线能量而造成的损伤，间接损伤是指DNA周围其他分子（主要是水分子）吸收射线能量产生具有很高反应活性的自由基：·OH，·H和eaq-等中间物攻击DNA造成的损伤。对于游离的碱基，嘧啶一般比嘌呤具有更高的辐射敏感性。自由基与碱基发生反应后形成自由基会引起碱基对能量及结构上变化，这种变化可能会导致DNA链的断裂，从而造成基因损伤而丢失遗传信息。 本论文第一章介绍了我们进行研究工作的理论基础；第二章介绍了蛋白质和核酸的结构与功能；第三章和第四章详细介绍了作者本人在攻读硕士学位期间所作的研究工作。主要内容和结论如下： 1．密度泛函计算表明：在·H攻击胞嘧啶生成的三种产物中，N3H·自由基的能量最小，所以从能量角度来看，H原子加合到N3位置的反应要优先于加合到C5和C6位置。C5H·的能量略低于C6H·的能量，而且形成前者的反应势垒要比后者低约2kcal／mol，所以，与H原子加合到C5位置的反应相比较，加合到C6位置的反应几率要小。总之，H原子加合到N3位置的反应最容易发生，其次是C5位置，然后是C6位置。这个顺序与胞嘧啶中三个加合原子周围的电子密度大小顺序相一致。 2．密度泛函计算得出结论：·H自由基加合到胸腺嘧啶C5和C6位置的反应需要分别克服一个值为2.20kcal／mol和1.61kcal／mol的能量势垒，而且产物C6H·的能量比C5H·的能量低，结构更稳定。所以，从热力学和反应的动力学两个方面来看，·H自由基加合到C6位置的反应都要优先于加合到C5位置的反应。·H自由基攻击胸腺嘧啶C5上甲基的脱氢反应必须克服一个约3.70kcal／mol的能垒，所以反应几率最小。 3．运用密度泛函方法研究了通过·OH自由基加合到A-T碱基对中的A或T上形成的五个碱基对自由基。计算表明：·OH自由基加合到A中的C4，C5和C8位置后形成的三个碱基对自由基，其氢键分解能分别为13.6kcal／mol，14.2