生物分子胸腺嘧啶互變異構(gòu)體的密度泛函理論.pdf

1、本文應(yīng)用密度泛函理論計算了氣相胸腺嘧啶互變異構(gòu)體基態(tài)結(jié)構(gòu)和能量的一些重要信息。本文分為三章，主要內(nèi)容如下： 第一章回顧了量子生物學(xué)的發(fā)展歷史，介紹了量子生物學(xué)的研究方法、范圍以及進(jìn)展。簡要講述了核酸的結(jié)構(gòu)和生物學(xué)功能及關(guān)于核酸堿基的研究工作。重點介紹了胸腺嘧啶及其互變異構(gòu)體的理論和實驗研究工作，并且提出尋找新種類胸腺嘧啶互變異構(gòu)體的理論方法。 第二章采用B3LYP密度泛函理論方法和UltraFine數(shù)值積分格點，使用11

2、種擴(kuò)展基組，分別計算了11個胸腺嘧啶基態(tài)幾何結(jié)構(gòu)。計算了它們的計算值和標(biāo)準(zhǔn)值之間的偏差。確定了11種擴(kuò)展基組的可靠性順序以及計算效率，其中，6-31+G(d,p)基組是最精確和最合適的基組。類似地，在8種理論水平和UltraFine數(shù)值積分格點，使用6-31+G(d,p)基組分別計算了8個胸腺嘧啶基態(tài)幾何結(jié)構(gòu)。計算了它們的計算值和標(biāo)準(zhǔn)值之間的偏差。確定了8種理論方法的可靠性順序以及計算效率，其中，MPWlPW91密度泛函理論方法是最精確

3、和最合適的理論方法。最后，討論了11種擴(kuò)展基組和8種理論方法對胸腺嘧啶基態(tài)結(jié)構(gòu)計算的影響。 第三章中在MPWlPW91Ultrafin/6-31+G(d,p)密度泛函理論水平下，計算了29種胸腺嘧啶互變異構(gòu)體，其中包括13種已報道過的和16種首次預(yù)測的互變異構(gòu)體。計算結(jié)果表明，在已報道的13個互變異構(gòu)體中，12個互變異構(gòu)體具有平面對稱性，并且7個互變異構(gòu)體是羥基平面旋轉(zhuǎn)異構(gòu)體。在16個新預(yù)測的互變異構(gòu)體中，8對互變異構(gòu)體是對映異

4、構(gòu)體。這8個對映異構(gòu)體自身沒有對稱平面。另外，在MPWlPW91Ultrafine/6-31+G(d,p)密度泛函理論(DFT)水平下，提出了它們的相對穩(wěn)定性順序。我們發(fā)現(xiàn)三個有趣的現(xiàn)象：1.每一對對映異構(gòu)體關(guān)于其中某一對映體中任意三個原子組成的平面對稱；2.任意一對對映異構(gòu)體的固有電偶極矩和能量是相同的；3.有兩個對映異構(gòu)體的能量位于已經(jīng)報道的13個互變異構(gòu)體的能量間隔之內(nèi)。這表明含有亞烯基團(tuán)的胸腺嘧啶互變異構(gòu)體可以比含有甲基的互變異