Formation and dissociation of protonated cytosine–cytosine base pairs in i-motifs by ab initio quantum chemical calculations

Formation and dissociation mechanisms of C-C＋ base pairs in acidic and alkaline environments are investigated, employing ab initio quantum chemical calculations. Our calculations suggest that, in an acidic environment, a cytosine monomer is first protonated and then dimerized with an unprotonated cytosine monomer to form a C-C＋ base pair; in an alkaline environment, a protonated cytosine dimer is first unprotonated and then dissociated into two cytosine monomers. In addition, the force for detaching a C-C＋ base pair was found to be inversely proportional to the distance between the two cytosine monomers. These results provide a microscopic mechanism to qualitatively explain the experimentally observed reversible formation and dissociation of i-motifs.     

儿茶素-胞嘧啶分子间相互作用的密度泛函研究

采用密度泛函理论的B3LYP方法,在6-31+G*基组水平上研究了儿茶素-胞嘧啶分子间相互作用机制,得到稳定的儿茶素-胞嘧啶复合物11个.计算结果表明氢键对于复合物的稳定性起着重要的作用,并且当复合物形成2个或更多的氢键时,氢键的类型及强度共同决定着复合物的稳定性.我们还应用了分子中的原子(AIM)理论和自然键轨道(NBO)理论对这11种复合物中氢键的性质和特征进行了分析.通过研究发现,所有的氢键复合物进行基组重叠误差(BSSE)校正后的相互作用能为-17.35～-43.27kJ/mol,相互作用能主要由氢键所贡献.振动分析显示,氢键的形成使相对应键的对称伸缩振动频率减小,说明这些复合物中形成的氢键都是正常的红移型氢键,与实验结果相一致.     

木犀草素与胞嘧啶相互作用的理论研究

采用密度泛函理论中的B3LYP方法,在6-31＋G＊基组水平上对木犀草素、胞嘧啶、木犀草素-胞嘧啶复合物进行结构优化和振动频率分析,得到了12种稳定复合物.并应用分子中的原子理论（AIM）分析、自然键轨道（NBO）理论分析得到复合物氢键性质和特征.通过基组重叠误差（BSSE）校正后的相互作用能、成键临界点电荷密度、二阶...     

5-氟胞嘧啶气相及水助质子转移异构化的理论研究

采用密度泛函B3LYP/6-311G**方法,对6种5-氟胞嘧啶异构体孤立分子的稳定性及质子转移引起的酮式-烯醇式、氨基式-亚胺式互变异构反应机理进行了计算研究,获得了零点能、吉布斯自由能及质子转移过程的反应焓、活化能、活化吉布斯自由能和速率常数等参数.计算结果表明,气相中烯醇-氨基式FC4是最稳定的异构体.分子内质子转移设计了FC1→FC2和FC1→FC6两条通道,分别标记为P(1)和P(2),各通道速控步骤的活化能和速率常数分别为155.9 kJ·mol-1,4.70×10-15 s-1和173.1 kJ·mol-1,1.41×10-18 s-1.水助催化时,相应通道P(3) 和P(4) 速控步骤的活化能和速率常数分别为51.0 kJ·mol-1,1.41×103 s-1和88.2 kJ·mol-1,4.53×10-3 s-1.可见,水分子的加入极大地降低了质子转移的活化能垒.另外发现,水分子参与形成协同的双质子转移机理比水助单质子转移机理更利于降低活化能垒.     

石墨烯基生物分子传感器件的第一性原理研究

基于第一性原理模拟, 我们构建了一种具有石墨烯电极的纳米间隙生物分子传感器件的理论模型. 研究发现,当碱基分子胞嘧啶、甲基化胞嘧啶和羟甲基化胞嘧啶分别通过器件时, 器件横向电流的大小差异约有1个数量级, 器件对此类分子具有一定的分辨能力. 分子之间的区分度大小受单链脱氧核糖核酸(DNA)中相邻碱基分子间的相互作用及碱基分子构型的影响. 研究工作表明, 此类石墨烯基分子传感器可准确高效地区分具有不同结构的碱基分子, 为准确定位DNA链中的变异碱基分子提出了一种新的思路.     

DNA修饰碱基5-甲基胞嘧啶和8-羟基鸟嘌呤的毛细管气相色谱分析及质谱鉴定

 探索了GC/FID定量分析DNA修饰碱基 5 甲基胞嘧啶和 8 羟基鸟嘌呤的实验条件 ,用GC/MS鉴定各有关成分。结果表明 ,DNA水解物中不同成分可被成功地衍生和分离 ;5 甲基胞嘧啶和 8 羟基鸟嘌呤的相对摩尔反应因子分别为 3 0和 1 3;灵敏度分别为 5 50× 1 0 9mV·s/ g和 7 59× 1 0 1 0 mV·s/ g ;检测限可分别达 36 4pg/s和 1 5 8pg/s ;整个分析流程的相对标准偏差小于 2 0 %。     

胞嘧啶水溶液体系辐解的瞬态产物研究

Using the ns pulse radolysis, we studied the characteristic absorption spectrum and kinetic decay of cytosine anion radical (Cyt-). Results showed that the characteristic absorption of Cyt- was located at λ=355±5 nm, and decayed following the first order kinetics with τ1/2=265 ns at pH=7.0. The decay became slower and τ1/2 rapidly rised with the increment of pH value, Cyt- protonated at C6 in acidic solution, and the characteristic absorption was located at λ=310±5 nm, and decayed following the second order kinetics: Cyt- protonated at N3 in aqueous solution of pH≥7, and the characteristic absorption was located at λ=295±5 nm, and decayed following the second order kinetics.     

示差脉冲极谱研究 VI.胞嘧啶在滴汞电极上的极谱电流

本文对胞嘧啶在滴汞电极上的示差脉冲极谱波的性质进行了研究,探讨了电极反应过程,推导了相应的脉冲极谱电流方程式,理论与实验结果完全相符。     

肾上腺素与胞嘧啶相互作用的密度泛函理论研究

采用密度泛函理论（DFT）B3LYP方法和6-311＋G（d,p）基组对肾上腺素-胞嘧啶复合物进行结构优化和频率计算,得到15种稳定的复合物.研究发现,所有的复合物进行基组重叠误差（BSSE）校正后的相互作用能为-11.43^-48.96kJ/mol,符合氢键能量范围,相互作用能主要由氢键所贡献.结构和振动频率分析显示,氢键的形成使相应O（N）—H键的键长变长,对称伸缩振动频率减小,说明复合物中形成的氢键都是正常的红移型氢键.应用自然键轨道（NBO）理论和分子中的原子（AIM）理论对15种复合物的氢键性质和特征进行分析,发现氢键对于复合物的稳定性起着重要作用,当复合物形成2个或更多的氢键时,氢键的数目、类型及强度共同决定着复合物的稳定性,复合物基本符合三氢键〉二氢键〉单氢键的稳定顺序,三氢键复合物4是最稳定的,复合物3存在单氢键O—H…O,比部分二氢键复合物要稳定.     

白菜DNA甲基化水平的反相离子对高效液相色谱法研究

建立了反相离子对液相色谱测定白菜的DNA甲基化水平的方法。采用的色谱柱为HypersilBDSC18柱(200mm×4.0mm,5μm),以pH4.0的甲醇-5mmol·L-1庚烷磺酸钠-三乙胺(10:90:0.2,体积比)的混合液为流动相,UV检测器波长为273nm。通过测定DNA水样所产生的胞嘧啶和甲基胞嘧啶的含量,即可得知DNA甲基化程度。胞嘧啶和甲基胞嘧啶回收率分别为99.6%及103.3%,RSD为3.7%(日内)及5.2%(日间)。