芳香烃菲与基因碱基的非共价结合及驱动机制

摘要：

疏水芳香烃类化合物能够导致基因遗传性的变化,理解这些化合物对基因污染的前提是必须首先阐明污染物-基因碱基间相互作用及驱动机制.使用等温吸附-光纤固相萃取和定量-构效关系的方法,研究了模型化合物菲与4种基因碱基间的弱相互作用,并揭示了分子驱动机制.结果表明,pH=7.0条件下,腺嘌呤与菲间引力较弱;而鸟嘌呤、胞嘧啶和胸腺嘧啶对菲为分配吸附,引力较强.红外光谱和弱力等值面的分析表明,鸟嘌呤与腺嘌呤分子能够通过2组CN环(CN6环和5环)与菲的2个相互毗邻的苯核同时发生π-π引力作用;而胞嘧啶和胸腺嘧啶仅与菲弧角位置的碳原子通过电子“赠体-受体”发生静电引力作用.当环境体系变成酸性时,腺嘌呤对菲的吸附增强(分配,1/n=1),但胸腺嘧啶对菲的吸附变弱;碱性条件下,由于胞嘧啶和胸腺嘧啶存在羰基取代基,作为电子赠体的含氧嘧啶脱质子化,表面负电性增强,分子平面极化减弱,π电子更易于与菲弧角位的碳原子发生电子“赠体-受体”作用.能量计算的结果表明,对基因碱基作用位点的预测结果可信,属于自发的非共价成因的物理结合.该研究将为深入揭示芳香烃的基因污染提供理论基础,对于防治芳香烃污染、保障生态安全有重要意义.

关键词：碱基、芳香烃、菲、吸附、分子引力、非共价结合

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分类号：X13(环境化学)

资助基金：国家自然科学基金面上项目41502170;国家自然科学基金青年基金项目41401543;国家博士后基金项目2014M561662;江苏省自然科学青年基金项目BK20140725;中央高校基本科研业务基金KJQN201518;农业部公益性行业专项基金No.201503107the National Natural Science Foundation of China41502170,41401543;the National Science Foundation for Postdoctoral Scientists of China2014M561662;the Natural Science Foundation of Jiangsu ProvinceBK20140725;the Fundamental Research Funds for the Central UniversitiesKJQN201518;the Special Fund for Agro-Scientific Research in the Public Interest,China201503107

在线出版日期：2017-06-12（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：1983-1992