DNA嘌呤碱基异构化反应的理论研究开题报告

1. 研究目的与意义

DNA碱基异构化反应在生物进化层面和分子构型方面都发挥了至关重要的作用。根据达尔文的生物进化理论，并不是所有的基因突变都会对生物体造成不利的影响。通过对DNA嘌呤碱基异构反应的研究，我们希望在分子层面更好地了解碱基异构化反应的本质，从而可以更便于从分子层面上发现质子的转移对于DNA分子带来的影响。对于人类而言，这在生物进化理论研究方面和病理学研究方面有着十分重要的意义。

2. 国内外研究现状分析

1、山东大学的王文教授借助了密度泛函理论b3lyp，在这个的基础上对气相里的6氯酰胺分子和该分子的一个水合物的酮式和烯醇式的互变异构的相对稳定性和构成这些物质分子之间进行的研究。得出了异构化反应中分子迁移有两种不同的方式，一种是分子和分子之间的直接质子迁移。另一种是通过水分子的辅助来进行迁移。在这个过程中，水分子的作用相当于是催化剂。

2、南京大学的谢代前教授同样在b3lyp水平下进行质子的研究。他认为可以通过gaussian03程序来计算两个分子之间的距离来完成。他得到结论，质子在转移的过程中会有很大的可能性迁移到附近的水分子上。这也就从侧面说明了水分子既可以在某种情况下作为催化剂，也可以与质子反应形成水合化合物。

3、山东大学的王强在对dna嘌呤碱基进行研究时发现嘌呤碱基都是双环碱基，在质子的转移过程中，质子的转移点位比嘧啶碱基多很多。因此嘌呤碱基的异构化过程中有n和o原子的转移形成了一个平面异构体。除此之外，在热力学反应层面上，非自发反应贯穿于dna嘌呤碱基分子的整个互变异构过程。

3. 研究的基本内容与计划

本课题采用密度泛函B3LYP方法，6-31g（d，p）基组，优化DNA嘌呤碱基和嘧啶碱基在质子转移过程中的反应物、产物和过渡态的几何结构，分析其电子结构，讨论DNA嘌呤碱基和嘧啶碱基的异构化过程，计算其异构化过程中的动力学参数。

4. 研究创新点

a. 确定DNA中嘌呤碱基的计算模型并确定其合理性。

b.研究DNA中嘌呤碱基的异构化过程，并研究异构化过程中的动力学和热力学性质。