Loop环对分子内三螺旋DNA稳定性的影响

用分子力学方法研究了 4个分子内三螺旋DNA ( 5′ d(TC) 6 d(T) m d(CT) 6 d(C) n d(AG) 6,m ,n分别为 4,3)的稳定性 ,并与相应的分子间三螺旋d(TC) 6 d(AG) 6·d(CT) 6进行了比较 .结果表明 :Loop环对分子内三螺旋的稳定性影响较小 ,但是Loop上碱基和糖环构象的变化依赖于Loop环的长度 .Loop使分子内三螺旋DNA嘌呤链的碱基堆积作用降低 ,链长增加 .三螺旋DNA的糖环构象大部分是S型 ,同时也存在N型以及其他构象 .     

三链DNA |dA10 2DT10的近红外付立叶拉曼光谱

最近通过核磁共振、振动光谱和分子力学模拟研究表明,在溶液中三螺旋DNA的构象具有一定程度的复杂性和多样性．本文首次采用近红外付立叶拉曼光谱研究了三螺旋DNA dA10•2d10和相应的双螺旋DNA dA10•dT10在溶液中的构象．结果表明该三螺旋DNA同时存在C3’－内褶／反对称（A－型）和C2’－内褶／反对称（B－型）两种构象,而且在823cm－1处的较强谱带暗示还存在一种处于A和B构型之间的中间构型．对出现在1218cm-1和638cm-1处、归属于对糖环构象敏感的胸腺嘧啶残基的两个特征谱带进行分析,获得了除C2’－内褶构象外其它构型存在的证据．另外,双螺旋DNA的FT－Raman光谱表明该双螺旋DNA在溶液中以A－和B－两种构型共存．     

单嘧磺隆除草剂的晶体构象-活性构象转换的密度泛函理论研究

应用密度泛函理论在B3LYP/6-31G(d)水平上对新型除草剂单嘧磺隆绕脲桥部分两个C—N键的内旋转势能面进行计算, 然后对势能面上的驻点进行构型优化和过渡态搜索, 得到单嘧磺隆4种稳定构象和构象转换过程所涉及的8个过渡态结构. 研究结果表明, 单嘧磺隆晶体构象-活性构象转换过程中涉及4种稳定构象和8条转换途径, 脲桥部分NH基团与嘧啶环上N原子所形成的分子内氢键对于构象的稳定性及转换过程起着十分重要的作用. 应用极化连续介质溶剂模型(PCM)在B3LYP/6-31＋＋G(d, p)水平下进行溶剂化效应计算, 结果表明单嘧磺隆从晶体构象转换成活性构象主要是在水相中进行的.     

带电组氨酸侧链与DNA碱基间非键作用强度的理论研究

采用MP2方法和6-31+G(d,p)基组优化得到了带有一个正电荷的组氨酸侧链与4个DNA碱基间形成的18个氢键复合物的气相稳定结构, 从文献中获取了组氨酸侧链与DNA碱基间形成的12个堆积和T型复合物的气相稳定结构, 使用包含基组重叠误差(BSSE)校正的MP2方法和aug-cc-pVTZ基组及密度泛函理论M06-2X-D3方法和aug-cc-pVDZ基组计算了这些复合物的结合能. 研究结果表明, 包含BSSE校正的M06-2X-D3方法和aug-cc-pVDZ基组能够给出较准确的结合能; 气相条件下, 组氨酸侧链与同种DNA碱基间的离子氢键作用明显强于堆积作用和T型作用, 组氨酸侧链最易通过离子氢键与胞嘧啶C和鸟嘌呤G作用形成氢键复合物, 组氨酸与胞嘧啶C和鸟嘌呤G间的T型作用强于与腺嘌呤A和胸腺嘧啶T间的离子氢键作用; 水相条件下, 组氨酸侧链与同种DNA碱基间的离子氢键作用仍明显强于堆积作用和T型作用, 组氨酸侧链更易与胞嘧啶C和鸟嘌呤G相互作用形成氢键复合物, 但是最强的组氨酸侧链与胞嘧啶C间的T型作用明显弱于与腺嘌呤A和胸腺嘧啶T间的离子氢键作用, 说明水相条件下组氨酸侧链与DNA碱基间主要通过离子氢键作用形成氢键复合物.     

核酸碱基与甘氨酸二肽间氢键作用的最佳位点

优化得到了碱基腺嘌呤、胸腺嘧啶、尿嘧啶、鸟嘌呤及胞嘧啶与甘氨酸二肽分子形成的28个氢键复合物的稳定结构并计算了结合能, 探讨了五种碱基与甘氨酸二肽分子间氢键作用的最佳位点. 本文研究发现: 每种碱基均可以通过不同位点与二肽分子形成氢键复合物, 腺嘌呤、胸腺嘧啶、尿嘧啶、鸟嘌呤及胞嘧啶分别最倾向使用A3、T1、U1、G3及C1位点与甘氨酸二肽分子形成氢键复合物; 碱基分子某位点的质子化反应焓变越负所形成的氢键复合物越稳定, 去质子化反应焓变越小所形成的氢键复合物越稳定; 由氢键复合物的结合能计算得到的稳定性次序与由碱基分子质子化和去质子化反应焓变推得的稳定性次序一致.     

含有2'-O-甲基伪胞苷的寡核苷酸合成用于DNA三链的合成

三绞脱氧核糖核酸生成的可能性已知对双绞DNA的结构和功能有直接的影响,为增长三重态DNA生成的稳定性。我们设计并合成了2-氨基-5-(2-O-甲基-β-D-呋喃核糖基)-4(1H)-嘧啶酮或2'-O-甲基拟异胞嘧啶并取代第三股上的原来的碳。     

DNA中醛基嘧啶的化学检测

基因组DNA除A、G、T、C四大经典碱基外,还存在上百种稀有碱基。其中,醛基嘧啶(5-醛基胞嘧啶和5-醛基尿嘧啶)是DNA中天然存在的嘧啶类修饰碱基,在哺乳动物细胞中广泛分布。5-醛基胞嘧啶除参与DNA主动去甲基化过程外,还具备独立的表观遗传功能;而5-醛基尿嘧啶通常被认为是一种基因毒性很高的DNA氧化损伤。根据醛基嘧啶的特征结构,有针对性地开发准确、灵敏和简便的检测方法,从全基因组范围内对他们进行定性、定量和区域定位,是进一步明确这类碱基修饰物调控机制的基础和前提。本文从选择性化学标记的角度总结了近年来醛基嘧啶检测方法的研究进展。     

取代基对腺嘌呤与胸腺嘧啶氢键复合物体系结合能的影响

优化得到了17个取代胸腺嘧啶与腺嘌呤形成的氢键复合物的结构, 并计算了这些复合物的结合能, 探讨了胸腺嘧啶上不同取代基对结合能的影响. 结果表明, CF₃取代的胸腺嘧啶与腺嘌呤间的结合能大于胸腺嘧啶与腺嘌呤间的结合能, 这可能是屈氟尿苷具有阻止病毒及肿瘤扩散功能的原因所在. SO₃H, CN和NO₂取代的胸腺嘧啶与腺嘌呤间具有更大的结合能, 表明这3个基团取代的胸腺嘧啶也可能具有潜在的抗肿瘤作用. 分子中原子理论与自然键轨道分析表明, 在所有体系中, 氢键N—H…N最强, N—H…O=C次之, C—H…O=C最弱, 轨道作用在氢键作用中占有重要地位.     

利用侧链修饰寡聚DNA组装CdS有序纳米结构

由于 DNA分子具有特殊的结构和碱基配对特性 ,人们已经意识到利用 DNA分子将无机纳米粒子 (量子点 )组装成各种不同的有序纳米结构的可行性 [1～ 5] .如 Mirkin等 [6 ,7]利用端基修饰的寡聚 DNA将金纳米粒子组装成有序的六方堆积的层状结构 .Alivisatos等 [8]利用单链 DNA为模板 ,通过在 3′和5′端修饰巯基的互补 DNA将两个或三个金纳米粒子连接起来形成“人造分子”.本文中我们首次报道通过在侧链 ( 5′端 C1和 C2之间的磷酸根 )上修饰巯基的寡聚胞嘧啶 ( Oligo C10 - SH )和寡聚鸟嘌呤( Oligo G10 - SH)复性过程将 Cd S纳米…     

取代嘧啶化合物的合成和生物活性研究

合成了14个新型取代嘧啶类化合物,结构经质谱、红外光谱、氢核磁共振光谱和元素分析确证.杀虫、杀菌和除草活性测定结果表明,部分化合物具有良好的杀菌活性.在嘧啶环的2-位上导入二甲氨基时表现出杀菌活性,但在嘧啶环的5-位上有甲基取代基时,杀菌活性下降.在嘧啶的4-位导入苯氧基时,显示出良好的杀菌活性,如化合物3b,3c和3e,苯环上的最优取代基是2-硝基-4-三氟甲基.     

新三取代嘧啶苯磺酰脲衍生物的合成与生物活性

设计合成了22个具有4,5,6-三取代嘧啶磺酰脲衍生物, 其结构经1H NMR, MS和元素分析确证. 经盆栽试验测定了化合物的除草活性, 结果表明, 嘧啶环5位取代基的引入对分子除草活性有一定的影响.     

1,1-二溴-1-烯烃在有机合成中的研究进展

1,1-二溴-1-烯烃作为一类重要的有机合成原料和中间体,已被应用于C—C、C—N、C—O、C—P和C—S键的构建.二溴烯烃分子中包含一对活泼的C—Br键,使其在制备溴代烯烃、溴代炔烃、端炔和通过经典的偶联反应制备多取代的烯烃、内炔和稠环化合物等的反应中应用广泛.综述了1,1-二溴-1-烯烃在有机合成中的研究进展.     

有一未配对残基T的DNA [d(TCGCGCG)]_2结构特征的NMR研究

具有交替的嘧啶-嘌呤序列和5′端有一未配对残基T的DNA七聚体[d(TCGCGCG)]_2可以作为研究DNA双螺旋的双链-单链联结构象特征的模本。DNA的这种联结方式存在于它们的复制和转录过程中。用NOESY和TOCSY/HOHAHA实验对其共振峰作了指定。对七个不同混合时间的NOE强度进行了定量分析,用双自旋近似法计算了质子间的距离,揭示了这个分子中令人感兴趣的结构特征。用P.E.COSY实验测定了该DNA双螺旋各糖质子间偶合常数,鉴定了各糖的构象。从而获得了该DNA七聚体在溶液中的结构特征。就整体结构而言,该DNA分子仍属B族DNA,但结构有了很大变化,特别是在端基区。未配对的残基具有不同寻常的顺式构象。为DNA双链-单链联结部分构象提供了有用的借鉴。     

取代基对腺嘌呤与胸腺嘧啶氢键复合物体系结合能的影响简

优化得到了17个取代胸腺嘧啶与腺嘌呤形成的氢键复合物的结构,并计算了这些复合物的结合能,探讨了胸腺嘧啶上不同取代基对结合能的影响. 结果表明,CF3取代的胸腺嘧啶与腺嘌呤间的结合能大于胸腺嘧啶与腺嘌呤间的结合能,这可能是屈氟尿苷具有阻止病毒及肿瘤扩散功能的原因所在. SO3H,CN和NO2取代的胸腺嘧啶与腺嘌呤间具有更大的结合能,表明这3个基团取代的胸腺嘧啶也可能具有潜在的抗肿瘤作用. 分子中原子理论与自然键轨道分析表明,在所有体系中,氢键N—H…N最强,N—H…O=C次之,C—H…O=C最弱,轨道作用在氢键作用中占有重要地位.     

基于4,6-二甲基-2-巯基嘧啶结构的联烯衍生物的合成及抗菌活性研究

以4,6-二甲基-2-巯基嘧啶、3-溴丙炔和取代苯甲醛为原料,经过亲核取代和加成反应,以42～78%的分离收率得到了11个4-((4,6-二甲基嘧啶-2-基)硫代)-1-(取代苯基)-2-丁炔基乙酸酯衍生物3(a-k)。在金属镍的催化下,4-((4,6-二甲基嘧啶-2-基)硫代)-1-(取代苯基)-2-丁炔基乙酸酯衍生物(3)与三甲基铝发生S_N2’取代反应合成了11个含有4,6-二甲基-2-巯基嘧啶结构的联烯衍生物4(a-k)。探讨了各种反应条件对目标产物收率的影响,并且对这些条件进行了优化。结果表明,在60℃,四氢呋喃作溶剂,碳酸钾作碱,用2mol%NiCl_2/4mol%PPh_3催化三甲基铝试剂与4-((4,6-二甲基嘧啶-2-基)硫代)-1-(取代苯基)-2-丁炔基乙酸酯衍生物(3)进行S_N2’取代反应,可以顺利地以22～63%的分离收率得到含有4,6-二甲基-2-硫基嘧啶结构的联烯衍生物。所有目标化合物均经~1H(~(13)C)NMR,IR,HRMS分析对其结构进行确证。该类化合物的合成方法具有操作简单和反应条件温和的优点。经体外活性测试表明有5个化合物对大肠杆菌有一定的抑制作用,其最小抑制浓度可达4 ug·mL~(-1)。     

5-嘧啶基-1,2,4-噁二唑衍生物的合成及生物活性研究

通过嘧啶甲酰氯与取代的苄胺肟反应得到一系列结构新颖的5-嘧啶基-1,2,4-噁二唑类化合物,并对其结构进行了表征,培养并测定了化合物5a的晶体结构;将目标化合物晶体结构对接到靶酶酵母乙酰辅酶A羧化酶(ACCase)的活性位点,发现目标化合物与复合物晶体中的禾草灵分子的构象及结合模式相似;初步生物活性测试表明部分化合物具有较好的除草活性.     

三链DNA dA_(10)·2dT_(10)与溴乙锭相互作用的研究

本文报道了双螺旋dA_(10)·dT_(10)和三螺旋dA_(10)·2dT_(10)的合成以及在适当的缓冲溶液中,双螺旋和三螺旋DNA的形成条件、稳定性以及与溴乙锭——一种常见的双螺旋DNA嵌入剂间的相互作用。荧光光谱研究表明溴乙锭能作为一种有效检测三链DNA形成的荧光探针,并且三链和双螺旋DNA都能增加溴乙锭的荧光,但前者增加较少。热变性实验证实溴乙锭能增加三螺旋的稳定性。荧光能量转移研究表明存在从DNA向溴乙锭的能量转移现象,但三螺旋DNA的转移效率要比双螺旋的低。阴离子猝灭剂[Fe(CN)_6]~(4-)并不能降低溴乙锭-三螺旋DNA复合物的荧光强度。这些实验结果表明:该三螺旋DNA和溴乙锭间存在明显的亲合性,且溴乙锭通过一种嵌入机理与该三螺旋发生相互作用,并由此增加它的稳定性。     

4,5,6-三取代嘧啶苯磺酰脲类化合物的生物活性、分子对接与3D-QSAR关系研究

用柔性分子对接方法(FlexX)将15个4,5,6-三取代嘧啶苯磺酰脲化合物以及3个不含5-位取代嘧啶苯磺酰脲化合物(分别为4,6-双取代嘧啶和4-取代嘧啶)和乙酰羟酸合成酶(AHAS)活性口袋进行了对接, 对接程序预测的抑制剂和酶之间的相互作用能与抑制活性之间有一定的相关性, 相关系数为0.660. 然后采用比较分子相似性指数分析(CoMSIA)对27个新型4,5,6-三取代嘧啶苯磺酰脲类化合物的除草活性进行三维定量构效关系(3D-QSAR)研究. 建立了三维定量构效关系CoMSIA模型, 立体场、静电场和氢键的贡献分别为47.3%, 32.8%, 19.9%. 交叉验证系数q2值为0.520. 根据CoMSIA模型的立体场、静电场、氢键给体场三维等值线图不仅直观地解释了结构与活性的关系, 并且与用FlexX预测的结合模式相一致, 证明了我们预测的结合模式是可靠的, 为进一步设计高活性的标题化合物提供较好的理论指导.     

基于分子间卤键的超分子平面大环自组装

本工作报道了含卤键供体和受体片段的三种芳酰胺分子(化合物1~3)的设计和合成, 并对固相中卤键的不同作用模式进行了探索和分析. 化合物1的晶体数据显示, 由于没有分子内氢键, 组成分子的三个芳环相互扭转一定角度, 并且在分子间交替排列的N···I和O···I卤键的控制下, 组装成了一条线型的超分子组装体. 由于酰胺羰基和两个紧邻的氟原子之间的排斥作用, 化合物2未能形成分子内三中心氢键. 在此基础上, 将三氟碘代苯作为卤键供体片段引入到化合物3中, 并且在折叠体骨架中嵌入了嘧啶单元. 化合物3的晶体数据显示, 基于多组有效的分子内三中心氢键和分子间较强的卤键作用, 双分子间形成了[1+1]的超分子大环. 另外, 由于嘧啶环的引入, 使得该超分子大环接近共平面.     

化学位移估算研究ATP构象随溶液pH值的变化

利用Johnson和Bovey的理论和方法计算了不同扭曲角χ(O4′－C1′－N9－C4)的ATP(5′-三磷酸腺苷)分子中糖环质子H1′和H2′由于环流效应引起的化学位移.H1′的化学位移与扭曲角χ有较强的依赖关系,反映了ATP在溶液中细微的构象变化.将计算结果与实验结果比较,证明在本文讨论的pH值范围(1～10)内,Mg2＋加入后,ATP的扭曲角χ在230～360°范围内变化.随溶液的pH值减小,ATP分子的构象由trans 构象通过-gauche构象转变为cis构象. 从而证明在酸性条件下, ATP倾向于以cis构象存在,而在碱性条件下trans构象更为稳定,从另一方面支持了在酸性条件下N1参与配位而在碱性条件下N7参与配位的结论.在讨论中也考虑了由pH变化所引起的环流强度的变化.