5R,6S-Tg立体异构体稳定构型的理论研究

作     者：王树栋 龚卫平 王椰 孙涛 吴敬杰 

作者机构：贵州警察学院实验中心 贵州大学贵州省高性能计算化学重点实验室 

出 版 物：《原子与分子物理学报》 (Journal of Atomic and Molecular Physics)

年 卷 期：2025年第4期

页      面：183-190页

学科分类：0710[理学-生物学] 071010[理学-生物化学与分子生物学] 081704[工学-应用化学] 07[理学] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 

基　　金：贵州省教育厅自然科学研究项目(053) 贵州警察学院博士创新人才支持计划项目(KY2024XJPD001) 

主　　题：胸腺嘧啶二醇 密度泛函理论 氢键 立体异构体 

摘      要：胸腺嘧啶二醇（Thymine glycol, Tg）是最常见的DNA氧化损伤，人体基因组内含有数千个Tg损伤. Tg对DNA聚合酶有强的阻断，可能导致细胞死亡、癌症等严重后果.一旦生成，Tg就以两对顺反立体异构体混合物的形式存在，修复酶对Tg的修复表现出立体选择性.在所有的异构体中，5R,6S-Tg数量最多.NMR实验表明5R,6S-Tg 5-CH3可能存在轴向或赤道两种不同构象，但是5R,6S-Tg最稳定构象依然存在争论.基于碱基水平的理论研究表明5R,6S-Tg 5-CH3取向为轴向时最稳定.然而，本研究在核苷水平的计算表明，5-CH3取向为赤道时最稳定，高精度的簇耦合理论CCSD（T）/6-311++G（d, p）对结果进行了验证.进一步的分析表明，分子内氢键和氧孤电子对之间的π-π共轭协同作用稳定了5R,6S-Tg的赤道构象.