Protection of DNA against low-energy electrons by amino acids: a first-principles molecular dynamics study.
Protection of DNA against low-energy electrons by amino acids: a first-principles molecular dynamics study.
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氨基酸保护 DNA 免受低能电子的影响：第一原理分子动力学研究。
DOI：
10.1039/c4cp03906h
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发表时间：
2014-10
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Jorge Kohanoff
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Bin Gu;Maeve Smith;Jorge Kohanoff
使用第一性原理分子动力学模拟，我们已经调查的概念，氨基酸可以发挥保护作用时，DNA暴露于电离辐射产生的过量电子。在这项研究中，我们专注于甘氨酸与DNA核碱基胸腺嘧啶的相互作用。我们研究了胸腺嘧啶甘氨酸二聚体和凝聚相模型组成的一个胸腺嘧啶分子溶剂化在无定形甘氨酸。我们的研究结果表明，氨基酸作为保护剂的核碱基在两种方式。如果多余的电子最初被胸腺嘧啶捕获，则质子以无势垒的方式从相邻的氢键甘氨酸转移。这通过减少胸腺嘧啶上的净部分电荷来稳定多余的电子。在第二种机制中，多余的电子被甘氨酸捕获，甘氨酸作为电子清除剂阻止电子在DNA中定位。这两种机制都对DNA链内过量电子的进一步反应引入了障碍，例如通过提高与链断裂相关的自由能垒。
Using first-principles molecular dynamics simulations, we have investigated the notion that amino acids can play a protective role when DNA is exposed to excess electrons produced by ionizing radiation. In this study we focus on the interaction of glycine with the DNA nucleobase thymine. We studied thymine-glycine dimers and a condensed phase model consisting of one thymine molecule solvated in amorphous glycine. Our results show that the amino acid acts as a protective agent for the nucleobase in two ways. If the excess electron is initially captured by the thymine, then a proton is transferred in a barrier-less way from a neighboring hydrogen-bonded glycine. This stabilizes the excess electron by reducing the net partial charge on the thymine. In the second mechanism the excess electron is captured by a glycine, which acts as a electron scavenger that prevents electron localization in DNA. Both these mechanisms introduce obstacles to further reactions of the excess electron within a DNA strand, e.g. by raising the free energy barrier associated with strand breaks.
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影响因子：
14.9
作者：
Wilson KA;Kellie JL;Wetmore SD
通讯作者：
Wetmore SD
影响因子：
4.4
作者：
Kim, Sunghwan;Schaefer, Henry F., III
通讯作者：
Schaefer, Henry F., III
影响因子：
2.9
作者：
Pimblott, Simon M.;LaVerne, Jay A.
通讯作者：
LaVerne, Jay A.
DOI：
10.1140/epjd/e2002-00168-1
发表时间：
2002-09
期刊：
The European Physical Journal D - Atomic, Molecular, Optical and Plasma Physics
影响因子：
--
作者：
M. Gutowski;I. Dąbkowska;J. Rak;S. Xu;J. Nilles;D. Radisic;K. Bowen Jr.
通讯作者：
M. Gutowski;I. Dąbkowska;J. Rak;S. Xu;J. Nilles;D. Radisic;K. Bowen Jr.
影响因子：
15
作者：
S. Wesolowski;M. Leininger;P. N. Pentchev;H. Schaefer
通讯作者：
S. Wesolowski;M. Leininger;P. N. Pentchev;H. Schaefer