【正文】 三組 d函數(shù)和一組 f函數(shù)，并且金屬離子與核酸堿基及水作用模式的理論探討 第 4 頁 在氫原子 上再加上兩組 p 函數(shù)，所有的這些因素加和起來就是整個的 631+G(3df,2p)關鍵詞代表的含義。 其主要功用大體有以下幾個大的方面 : （ 1）研究大分子的反應和光譜 （ 2）通過自旋 自旋耦合常數(shù)確定構像 （ 3）研究周期性體系 （ 4）預測光譜 （ 5）模擬在反應和分子特性中溶劑的影響 Gaussian09軟件內包括的基組關鍵詞為： STO3G, 321G, 631G, 631+G*, 6311G, 6311+G*, 6311+G(3df), augccpvNz (N=2,3,4,5,6)等。其可執(zhí)行程序可在不同型號的大型計算機，超級計算機，工作站和個人計算機上運行，并相應有不同的版本。此后又將其發(fā)展到 Gaussian98程序，目前最新版本為 Gaussian09。dinger方程出發(fā)；（ 2）使用 BornOppenheimer近似 ；（ 3）軌道近似，即單電子近似。本文 應用量子化學方法研究金屬離子與核酸堿基及水的相互作用，計算其鍵長、 結合能，同時分析電荷轉移，為建立含金屬離子體系的核酸分子力場提供參考。 對于 DNA 雙螺旋結構，在堿基上堿金屬離子的最佳成 鍵位置為嘌呤堿基的 N7 位，而鳥嘌呤 堿金屬復合物的穩(wěn)定能大于腺嘌呤 金屬復合物的穩(wěn)定能 [10]。 Russo等 [9]的研究結果也證實 Na+、 K+在 N N7 位置上以雙齒形式配位得到的復合物最穩(wěn)定。而甲基化是蛋白質和核酸的一種重要的修飾，調節(jié)基因的表達和關閉，與癌癥、衰老、老年癡呆等許多疾病密切相關，是表觀遺傳學的重要研究內容之一。金屬 離子與核酸堿基相互作用能夠維持核酸堿基的結構和功能，這是由于磷酸骨架帶有負電荷，金屬離子能中和其負電，而起到穩(wěn)定結構的作用，雖然堿金屬離子通常與磷酸基團相互作用，但與堿基的結合會比與磷酸基團相互作用產生更為顯著的影響 [1]。 關鍵詞 ： 金屬離子；核酸堿基；量子化學計算 Abstract： The interaction of metal ions with nucleic acid bases impacts on many physiological interaction between different metal ions and nucleic acid bases depends on the metal ion charges, the structure of the nucleic acid bases and different this work,the interaction among Li+/Na+/K+/Be2+/Mg2+/Ca2+ , nucleic acid bases and water has been studied by quantum chemical calculation methods,including regions, binding energy and charge optimized the plexes and calculated the energy of the plexes with the methods of B3LYP/6311+G(d,p)、 B3PW91/6311+G(d,p) and M062X/6311+G(d,p), and analyzed the distribution of Mulliken charges at the HF/STO3G level, and pared the obtained results to reach a conclusion. Keywords： metal ions； nucleic acid bases； quantum chemical calculation 金屬離子與核酸堿基及水作用模式的理論探討 第 2 頁 前言 核酸是一種生物大分子化合物，由許多核苷酸聚合而成，存在范圍廣泛，所有微生物、植物細胞、動物、生物體體內都含有核酸，是生命所必需的基本物質之一。 Liaoning Normal University （ 2020 屆） 本科生畢業(yè)論文 (設計 ) 題 目： 金屬離子與核酸堿基及水作用模式的理論探討 學 院： 化學化工學院 專 業(yè)： 化學 班級序號： 2 班 23號 學 號： 20202028020207 學生姓名： 張丹 指導教師： 宮利東 2020年 5 月 i 目 錄 摘要 (Abstract) ............................................................................................................................ 1 關 鍵詞 (Keywords) ..................................................................................................................... 1 前言 ............................................................................................................................................ 2 1 理論和計算方法 .................................................................................................................... 2 量子化學方法簡介 ...................................................................................................... 2 Gaussian 09簡介 .......................................................................................................... 3 2 計算方法 ................................................................................................................................ 4 3. 結果與 討論 ........................................................................................................................... 4 堿基單體的結構和電荷分布 ...................................................................................... 4 金屬離子與核酸堿基的復合物 .................................................................................. 5 結合能 ................................................................................................................ 7 電荷分布 ............................................................................................................ 8 金屬離子與核酸堿基及水形成復合物 Mn+Base(H2O)n的結構和結合能 .......... 11 Mn+Base(H2O)1體系構型 ................................