【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(guān)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(yīng)和光譜 （ 2）通過自旋 自旋耦合常數(shù)確定構(gòu)像 （ 3）研究周期性體系 （ 4）預(yù)測光譜 （ 5）模擬在反應(yīng)和分子特性中溶劑的影響 Gaussian09軟件內(nèi)包括的基組關(guān)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(jī)，超級計算機(jī)，工作站和個人計算機(jī)上運行，并相應(yīng)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(yīng)用量子化學(xué)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(jié)合能，同時分析電荷轉(zhuǎn)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(jié)構(gòu)，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(fù)合物的穩(wěn)定能大于腺嘌呤 金屬復(fù)合物的穩(wěn)定能 [10]。 Russo等 [9]的研究結(jié)果也證實 Na+、 K+在 N N7 位置上以雙齒形式配位得到的復(fù)合物最穩(wěn)定。而甲基化是蛋白質(zhì)和核酸的一種重要的修飾，調(diào)節(jié)基因的表達(dá)和關(guān)閉，與癌癥、衰老、老年癡呆等許多疾病密切相關(guān)，是表觀遺傳學(xué)的重要研究內(nèi)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(jié)構(gòu)和功能，這是由于磷酸骨架帶有負(fù)電荷，金屬離子能中和其負(fù)電，而起到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的作用，雖然堿金屬離子通常與磷酸基團(tuán)相互作用，但與堿基的結(jié)合會比與磷酸基團(tuán)相互作用產(chǎn)生更為顯著的影響 [1]。 關(guān)鍵詞 ： 金屬離子；核酸堿基；量子化學(xué)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(xì)胞、動物、生物體體內(nèi)都含有核酸，是生命所必需的基本物質(zhì)之一。 Liaoning Normal University （ 2020 屆） 本科生畢業(yè)論文 (設(shè)計 ) 題 目： 金屬離子與核酸堿基及水作用模式的理論探討 學(xué) 院： 化學(xué)化工學(xué)院 專 業(yè)： 化學(xué) 班級序號： 2 班 23號 學(xué) 號： 20202028020207 學(xué)生姓名： 張丹 指導(dǎo)教師： 宮利東 2020年 5 月 i 目 錄 摘要 (Abstract) ............................................................................................................................ 1 關(guān) 鍵詞 (Keywords) ..................................................................................................................... 1 前言 ............................................................................................................................................ 2 1 理論和計算方法 .................................................................................................................... 2 量子化學(xué)方法簡介 ...................................................................................................... 2 Gaussian 09簡介 .......................................................................................................... 3 2 計算方法 ................................................................................................................................ 4 3. 結(jié)果與 討論 ........................................................................................................................... 4 堿基單體的結(jié)構(gòu)和電荷分布 ...................................................................................... 4 金屬離子與核酸堿基的復(fù)合物 .................................................................................. 5 結(jié)合能 ................................................................................................................ 7 電荷分布 ............................................................................................................ 8 金屬離子與核酸堿基及水形成復(fù)合物 Mn+Base(H2O)n的結(jié)構(gòu)和結(jié)合能 .......... 11 Mn+Base(H2O)1體系構(gòu)型 ................................