槲皮素与尿嘧啶和胸腺嘧啶氢键的结合位点

王长生 刘朋 于楠

引用本文: 王长生, 刘朋, 于楠. 槲皮素与尿嘧啶和胸腺嘧啶氢键的结合位点[J]. 物理化学学报, 2013, 29(06): 1173-1182. doi: 10.3866/PKU.WHXB201303153 shu
Citation:  WANG Chang-Sheng, LIU Peng, YU Nan. Site-Preference of Uracil and Thymine Hydrogen Bonding to Quercetin[J]. Acta Physico-Chimica Sinica, 2013, 29(06): 1173-1182. doi: 10.3866/PKU.WHXB201303153 shu

槲皮素与尿嘧啶和胸腺嘧啶氢键的结合位点

  • 基金项目:

    国家自然科学基金(20973088, 21173109, 21133005) (20973088, 21173109, 21133005)

    教育部高等学校博士学科点专项科研基金(20102136110001) (20102136110001)

    辽宁省优秀人才基金(LR2012037)资助项目 (LR2012037)

摘要:

深入理解药物分子和核酸碱基间的相互作用机制对合理设计研发新型高效药物有重要意义. 本文运用密度泛函理论B3LYP方法对核酸碱基尿嘧啶和胸腺嘧啶与药物分子槲皮素间的氢键相互作用位点进行了研究. 使用B3LYP/6-31G(d)方法优化得到了30个稳定的氢键复合物结构, 使用B3LYP/6-311++G(3df,2p)方法计算了这些复合物的结合能. 研究结果表明, 槲皮素可以使用5个不同的结合位点与尿嘧啶或胸腺嘧啶形成氢键复合物, 尿嘧啶或胸腺嘧啶可以使用3个不同的结合位点与槲皮素形成氢键复合物. 当槲皮素的结合位点固定时, 槲皮素与尿嘧啶的位点u1或胸腺嘧啶的位点t1形成的氢键作用最强, 与位点u2或位点t2形成的氢键强度最弱; 当尿嘧啶或胸腺嘧啶的作用位点固定时, 二者与槲皮素的位点qu1 形成的氢键作用最强, 与位点qu5 作用强度次之, 与位点qu3的作用强度最弱. 分子中原子(AIM)和自然键轨道(NBO)分析计算结果表明, 轨道作用在氢键中起重要作用.

English

    1. [1]

      (1) Trouillas, P.; Marsal, P.; Siri, D.; Lazzaroni, R.; Duroux, J. L.Food Chem. 2006, 97, 679. doi: 10.1016/j.foodchem.2005.05.042

      (1) Trouillas, P.; Marsal, P.; Siri, D.; Lazzaroni, R.; Duroux, J. L.Food Chem. 2006, 97, 679. doi: 10.1016/j.foodchem.2005.05.042

    2. [2]

      (2) Lespade, L.; Bercion, S. J. Phys. Chem. B 2010, 114, 921. doi: 10.1021/jp9041809(2) Lespade, L.; Bercion, S. J. Phys. Chem. B 2010, 114, 921. doi: 10.1021/jp9041809

    3. [3]

      (3) Guzzo, M. R.; Uemi, M.; Donate, P. M.; Nikolaou, S.; Machado,A. E. H.; Okano, L. T. J. Phys. Chem. A 2006, 110, 10545. doi: 10.1021/jp0613337(3) Guzzo, M. R.; Uemi, M.; Donate, P. M.; Nikolaou, S.; Machado,A. E. H.; Okano, L. T. J. Phys. Chem. A 2006, 110, 10545. doi: 10.1021/jp0613337

    4. [4]

      (4) Chakraborty, S.; Biswas, P. K. J. Phys. Chem. A 2012, 116,8775. doi: 10.1021/jp303543z(4) Chakraborty, S.; Biswas, P. K. J. Phys. Chem. A 2012, 116,8775. doi: 10.1021/jp303543z

    5. [5]

      (5) Estévez, L.; Mosquera, R. A. J. Phys. Chem. A 2007, 111,11100. doi: 10.1021/jp074941a(5) Estévez, L.; Mosquera, R. A. J. Phys. Chem. A 2007, 111,11100. doi: 10.1021/jp074941a

    6. [6]

      (6) Leopoldini, M.; Marino, T.; Russo, N.; Toscano, M. Theor.Chem. Acc. 2004, 111, 210. doi: 10.1007/s00214-003-0544-1(6) Leopoldini, M.; Marino, T.; Russo, N.; Toscano, M. Theor.Chem. Acc. 2004, 111, 210. doi: 10.1007/s00214-003-0544-1

    7. [7]

      (7) Lee, S.; Shin, S. Y.; Lee, Y.; Park, Y.; Kim, B. G.; Ahn, J. H.;Chong, Y.; Lee, Y. H.; Lim, Y. Bioorg. Med. Chem. Lett. 2011,21, 3866. doi: 10.1016/j.bmcl.2011.05.043(7) Lee, S.; Shin, S. Y.; Lee, Y.; Park, Y.; Kim, B. G.; Ahn, J. H.;Chong, Y.; Lee, Y. H.; Lim, Y. Bioorg. Med. Chem. Lett. 2011,21, 3866. doi: 10.1016/j.bmcl.2011.05.043

    8. [8]

      (8) Kang, J.W.; Zhuo, L.; Lu, X. Q.; Liu, H. D.; Zhang, M.;Wu, H.X. J. Inorg. Biochem. 2004, 98, 79. doi: 10.1016/j.jinorgbio.2003.08.015(8) Kang, J.W.; Zhuo, L.; Lu, X. Q.; Liu, H. D.; Zhang, M.;Wu, H.X. J. Inorg. Biochem. 2004, 98, 79. doi: 10.1016/j.jinorgbio.2003.08.015

    9. [9]

      (9) Bhuva, H. A.; Kini, S. G. J. Mol. Graph. Model. 2010, 29, 32.doi: 10.1016/j.jmgm.2010.04.003(9) Bhuva, H. A.; Kini, S. G. J. Mol. Graph. Model. 2010, 29, 32.doi: 10.1016/j.jmgm.2010.04.003

    10. [10]

      (10) Zhang, M.; Lv, Q. L.; Yue, N. N.;Wang, H. Y. Spectrochim.Acta A 2009, 72, 572. doi: 10.1016/j.saa.2008.10.045(10) Zhang, M.; Lv, Q. L.; Yue, N. N.;Wang, H. Y. Spectrochim.Acta A 2009, 72, 572. doi: 10.1016/j.saa.2008.10.045

    11. [11]

      (11) Cornard, J. P.; Merlin, J. C. J. Mol. Struct. 2003, 651-653, 381.(11) Cornard, J. P.; Merlin, J. C. J. Mol. Struct. 2003, 651-653, 381.

    12. [12]

      (12) Mukai, K.; Oka,W.;Watanabe, K.; Egawa, Y.; Nagaoka, S. I.J. Phys. Chem. A 1997, 101, 3746. doi: 10.1021/jp9706745(12) Mukai, K.; Oka,W.;Watanabe, K.; Egawa, Y.; Nagaoka, S. I.J. Phys. Chem. A 1997, 101, 3746. doi: 10.1021/jp9706745

    13. [13]

      (13) Ni, Y. N.; Du, S.; Kokot, S. Anal. Chim. Acta 2007, 584, 19.doi: 10.1016/j.aca.2006.11.006(13) Ni, Y. N.; Du, S.; Kokot, S. Anal. Chim. Acta 2007, 584, 19.doi: 10.1016/j.aca.2006.11.006

    14. [14]

      (14) Ren, J.; Meng, S.; Lekka, C. E.; Kaxiras, E. J. Phys. Chem. B2008, 112, 1845. doi: 10.1021/jp076881e(14) Ren, J.; Meng, S.; Lekka, C. E.; Kaxiras, E. J. Phys. Chem. B2008, 112, 1845. doi: 10.1021/jp076881e

    15. [15]

      (15) Leopoldini, M.; Russo, N.; Chiodo, S.; Toscano, M. J. Agric.Food Chem. 2006, 54, 6343. doi: 10.1021/jf060986h(15) Leopoldini, M.; Russo, N.; Chiodo, S.; Toscano, M. J. Agric.Food Chem. 2006, 54, 6343. doi: 10.1021/jf060986h

    16. [16]

      (16) Lekka, C. E.; Ren, J.; Meng, S.; Kaxiras, E. J. Phys. Chem. B2009, 113, 6478. doi: 10.1021/jp807948z(16) Lekka, C. E.; Ren, J.; Meng, S.; Kaxiras, E. J. Phys. Chem. B2009, 113, 6478. doi: 10.1021/jp807948z

    17. [17]

      (17) Leopoldini, M.; Marino, T.; Russo, N.; Toscano, M. J. Phys.Chem. A 2004, 108, 4916. doi: 10.1021/jp037247d(17) Leopoldini, M.; Marino, T.; Russo, N.; Toscano, M. J. Phys.Chem. A 2004, 108, 4916. doi: 10.1021/jp037247d

    18. [18]

      (18) Lemańska, K.; Szymusiak, H.; Tyrakowska, B.; Zieliński, R.;Soffers, A. E. M. F.; Rietjens, I. M. C. M. Free Raobc. Med.2001, 7, 869.(18) Lemańska, K.; Szymusiak, H.; Tyrakowska, B.; Zieliński, R.;Soffers, A. E. M. F.; Rietjens, I. M. C. M. Free Raobc. Med.2001, 7, 869.

    19. [19]

      (19) Plaper, A.; lob, M.; Hafner, I.; Oblak, M.; Šolmajer, T.;Jerala, R. Biochem. Biophys. Res. Commun. 2003, 306, 530.doi: 10.1016/S0006-291X(03)01006-4(19) Plaper, A.; lob, M.; Hafner, I.; Oblak, M.; Šolmajer, T.;Jerala, R. Biochem. Biophys. Res. Commun. 2003, 306, 530.doi: 10.1016/S0006-291X(03)01006-4

    20. [20]

      (20) Solimani, R. Biochim. Biophys. Acta 1997, 1336, 281. doi: 10.1016/S0304-4165(97)00038-X(20) Solimani, R. Biochim. Biophys. Acta 1997, 1336, 281. doi: 10.1016/S0304-4165(97)00038-X

    21. [21]

      (21) Zhang, C. S.; Lai, L. H. Acta Phys. -Chim. Sin. 2012, 28 (10),2363. [张长胜, 来鲁华. 物理化学学报, 2012, 28 (10), 2363.]doi: 10.3866/PKU.WHXB201209172(21) Zhang, C. S.; Lai, L. H. Acta Phys. -Chim. Sin. 2012, 28 (10),2363. [张长胜, 来鲁华. 物理化学学报, 2012, 28 (10), 2363.]doi: 10.3866/PKU.WHXB201209172

    22. [22]

      (22) Huang, Y. Y.; Yang, X. F.; Li, H. T.; Ji, X. F.; Cheng, H. L.;Zhao, Y. J.; Guo, D. C.; Li, L.; Liu, S. Y. Acta Phys. -Chim. Sin.2012, 28 (10), 2390. [黄阳玉, 阳秀凤, 李昊田, 纪晓峰, 程洪礼, 赵蕴杰, 郭大川, 李林, 刘士勇. 物理化学学报, 2012, 28 (10), 2390.] doi: 10.3866/PKU.WHXB201209111(22) Huang, Y. Y.; Yang, X. F.; Li, H. T.; Ji, X. F.; Cheng, H. L.;Zhao, Y. J.; Guo, D. C.; Li, L.; Liu, S. Y. Acta Phys. -Chim. Sin.2012, 28 (10), 2390. [黄阳玉, 阳秀凤, 李昊田, 纪晓峰, 程洪礼, 赵蕴杰, 郭大川, 李林, 刘士勇. 物理化学学报, 2012, 28 (10), 2390.] doi: 10.3866/PKU.WHXB201209111

    23. [23]

      (23) Zhang, M.; Zheng, Y. P.; Jiang, X. N.;Wang, C. S. ActaPhys. -Chim. Sin. 2010, 26 (3), 735. [张敏, 郑艳萍, 姜笑楠, 王长生. 物理化学学报, 2010, 26 (3), 735.] doi: 10.3866/PKU.WHXB20100235(23) Zhang, M.; Zheng, Y. P.; Jiang, X. N.;Wang, C. S. ActaPhys. -Chim. Sin. 2010, 26 (3), 735. [张敏, 郑艳萍, 姜笑楠, 王长生. 物理化学学报, 2010, 26 (3), 735.] doi: 10.3866/PKU.WHXB20100235

    24. [24]

      (24) Liu, D. J.;Wang, C. S. Acta Phys. -Chim. Sin. 2012, 28 (12),2809. [刘冬佳, 王长生. 物理化学学报, 2012, 28 (12), 2809.]doi: 10.3866/PKU.WHXB201209263(24) Liu, D. J.;Wang, C. S. Acta Phys. -Chim. Sin. 2012, 28 (12),2809. [刘冬佳, 王长生. 物理化学学报, 2012, 28 (12), 2809.]doi: 10.3866/PKU.WHXB201209263

    25. [25]

      (25) Dong, H.; Hua,W. J.; Li, S. H. J. Phys. Chem. A 2007, 111,2941. doi: 10.1021/jp0709860(25) Dong, H.; Hua,W. J.; Li, S. H. J. Phys. Chem. A 2007, 111,2941. doi: 10.1021/jp0709860

    26. [26]

      (26) Jiang, X. N.;Wang, C. S. Sci. China Ser. Chem. 2010, 8, 1754.(26) Jiang, X. N.;Wang, C. S. Sci. China Ser. Chem. 2010, 8, 1754.

    27. [27]

      (27) Li, Y.;Wang, C. S. Sci. China Ser. Chem. 2011, 54 (11), 1759.doi: 10.1007/s11426-011-4411-y(27) Li, Y.;Wang, C. S. Sci. China Ser. Chem. 2011, 54 (11), 1759.doi: 10.1007/s11426-011-4411-y

    28. [28]

      (28) Kobko, R.; Dannenberg, J. J. J. Phys. Chem. A 2003, 107,10389. doi: 10.1021/jp0365209(28) Kobko, R.; Dannenberg, J. J. J. Phys. Chem. A 2003, 107,10389. doi: 10.1021/jp0365209

    29. [29]

      (29) Wu, Y. D.; Zhao, Y. L. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 5313.doi: 10.1021/ja003482n(29) Wu, Y. D.; Zhao, Y. L. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 5313.doi: 10.1021/ja003482n

    30. [30]

      (30) Frish, M. J.; Trucks, G.W.; Schlegel, H. B.; et al. Gassian 03,Revision D.01; Gaussian Inc.: Pittsburgh, PA, 2003.(30) Frish, M. J.; Trucks, G.W.; Schlegel, H. B.; et al. Gassian 03,Revision D.01; Gaussian Inc.: Pittsburgh, PA, 2003.

    31. [31]

      (31) Biegler, K. F.; Schonbohm, J.; Bayles, D. J. Comput. Chem.2001, 22, 545.(31) Biegler, K. F.; Schonbohm, J.; Bayles, D. J. Comput. Chem.2001, 22, 545.

    32. [32]

      (32) Yang, Y. J. Phys. Chem. A 2012, 116, 10150. doi: 10.1021/jp304420c(32) Yang, Y. J. Phys. Chem. A 2012, 116, 10150. doi: 10.1021/jp304420c

    33. [33]

      (33) Yang, Y. J. Phys. Chem. A 2011, 115, 9043. doi: 10.1021/jp204531e(33) Yang, Y. J. Phys. Chem. A 2011, 115, 9043. doi: 10.1021/jp204531e

    34. [34]

      (34) Zhao, G. J.; Liu, J. Y.; Zhou, L. C.; Han, K. L. J. Phys. Chem. B2007, 111, 8940.(34) Zhao, G. J.; Liu, J. Y.; Zhou, L. C.; Han, K. L. J. Phys. Chem. B2007, 111, 8940.

    35. [35]

      (35) Zhao, G. J.; Han, K. L. Accounts Chem. Res. 2012, 45, 404. doi: 10.1021/ar200135h

      (35) Zhao, G. J.; Han, K. L. Accounts Chem. Res. 2012, 45, 404. doi: 10.1021/ar200135h

  • 加载中
计量
  • PDF下载量:  612
  • 文章访问数:  1467
  • HTML全文浏览量:  59
文章相关
  • 发布日期:  2013-05-17
  • 收稿日期:  2012-12-28
  • 网络出版日期:  2013-03-15
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
  • 1. 

    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

  1. 本站搜索
  2. 百度学术搜索
  3. 万方数据库搜索
  4. CNKI搜索

/

返回文章