溶液中自由羟基自由基导致鸟嘌呤损伤第一步的多尺度QM/MM分子动力学研究
计算物理
2016-09-28 v1 统计力学
生物物理
化学物理
摘要
理解自由OH自由基夺氢导致的DNA碱基损伤，对于揭示辐射次级效应产生的羟基自由基的影响尤为重要。以往的研究采用截断的DNA碱基来处理该问题，因为研究此类电子自旋依赖过程所需的从头算量子模拟计算成本高昂。在此，我们首次采用多尺度混合量子力学-分子力学模拟，在水存在的情况下研究OH自由基与鸟嘌呤-脱氧核糖-磷酸DNA分子单元的相互作用，其中所有水分子和脱氧核糖-磷酸片段均用简化的经典分子力学方案处理。我们的结果表明，水的存在强烈改变了夺氢反应，因为OH自由基与水形成的氢键限制了OH自由基相对于DNA碱基（此处为鸟嘌呤）的取向。这导致了化学路径上的角度各向异性，并使夺氢机制的效率低于先前对真空中相同系统的预期。该方法可以轻松扩展到单链和双链DNA，而不会显著增加计算成本，因为正如本文所展示的，这些分子单元可以在经典子系统中处理。
引用
@article{arxiv.1202.5582,
title = {Multiscale QM/MM Molecular Dynamics Study on the First Steps of Guanine-Damage by Free Hydroxyl Radicals in Solution},
author = {Ramin M. Abolfath and P. K. Biswas and R. Rajnarayanam and Thomas Brabec and Reinhard Kodym and Lech Papiez},
journal= {arXiv preprint arXiv:1202.5582},
year = {2016}
}
备注
7 pages, 9 figures