ABEEM/MM-MD模拟溶剂对N7质子化嘌呤核酸和芳香胺离子反应的影响

芳香胺离子是芳香胺致癌进程中产生的中间体,它与嘌呤核酸反应,生成芳香胺-DNA加成物,从而导致癌症的发生。在之前的理论研究中,我们发现,N7质子化的嘌呤与芳香胺离子反应时,过渡态的气相和液相中激发能差别很大,其具体原因还不清楚。因此,本文中,应用ABEEM/MM-MD分子动力学模拟方法,研究了溶剂对这类反应的影响。在具体的溶剂模拟中,我们使用显含的水分子作为溶剂,模拟得到了整个反应过程中N7质子化嘌呤与芳香胺离子的水的径向分布函数。分析这些结果可以发现,当反应进行到有过渡态出现时,水溶剂与过渡态的相互作用会变的比反应初始阶段强得多。从这个结果,可以得到过渡态的激发能在气相和液相中差别很大的原因是,在液相反应中,水溶剂与过渡态比较强的相互作用降低了过渡态的激发能。此外,我们也使用ABEEM方法得到了所研究反应过程中的电荷变化情况。

致癌性胺离子反应过程中电荷和化学位移的计算

应用原子-键电负性均衡方法中的σπ模型(ABEEMσπ)计算了由致癌性胺离子所参与的反应过程中的电荷分布,所计算出的电荷分布可以和从头算很好的相关联,并且所需要的时间也大大的缩短;同时应用从头计算程序计算致癌性胺离子反应过程中的NMR化学位移.结果表明,在反应过程中电荷的变化和NMR化学位移的变化有很好的对应关系.

水辅助的氢转移对一种特殊的亚胺加成物生成过程的重要影响

在笔者实验室发表于J.Org.Chem.的论文(本文参考文献[12])中提出的芳香胺离子与腺苷反应所得到非常特殊的亚胺加成物的生成机理指出,腺嘌呤对4-联苯胺离子中对位碳原子初始进攻是得到非常特殊的亚胺加成物的最可行生成路径,而腺嘌呤对4-联苯胺离子中邻位碳原子初始进攻的其它3个反应路径,由于涉及几个氢转移过程的反应的能垒较高,所以,理论上讲,它们是不能发生的。但是,研究发现,如果在这些氢转移过程中有水作为媒介,它们的能垒会大大的降低,从而可能使腺嘌呤对4-联苯胺离子中邻位碳原子初始进攻的3个反应路径成为对对位碳原子初始进攻路径的竞争性反应路径。