时间分辨光谱研究Nitrenium离子与DNA形成致癌加合物的反应机理

结题报告

项目介绍

AI项目解读

基本信息

批准号：
21202032
项目类别：
青年科学基金项目
资助金额：
25.0万
负责人：
薛佳丹
依托单位：
浙江理工大学
学科分类：
B0113.结构与反应机制
结题年份：
2015
批准年份：
2012
项目状态：
已结题
起止时间：
2013-01-01 至2015-12-31

项目参与者：
钱晓园；陈晓生；张敬礼；王祎丽；廖汉骁；袁兢；
关键词：
时间分辨共振拉曼光谱时间分辨吸收光谱 DNA加合物 nitrenium 离子核苷

项目摘要

The carcinogenic effect for some chemical carcinogens is mainly due to nitrenium ions that are generated through metabolic transformation, covalent binding with DNA to give DNA-adducts. This research proposal aims to study the reaction mechanism of nitrenium ions and DNA upon photolysis of some precursors to produce nitrenium ions by using nanosecond time-resolved absorption and time-resolved resonance Raman spectroscopic techniques. The substituent influences of the polycyclic aromatics and heterocyclic aromatics as well as the steric hindrance on the DNA reactivity of nitrenium ions will be investigated. Furthermore, different existing forms of nucleosides, such as monomer, single-stranded and double-stranded DNAs will be examined in this project in order to reveal their effects on the mechanism of DNA-adducts formation. The dynamic and structural information for the short-lived intermediates obtained from time-resolved absorption and time-resolved resonance Raman spectroscopies, is able to help us better elucidate the DNA reactivities for these nitrenium ions. All above studies will provide some more detailed evidences to help explain the mechanism of the DNA-adducts formation，which is significant to better understand carcinogenic mechanism of these chemical carcinogens.

Nitrenium离子与DNA共价结合形成加合物是很多化学物致癌的主要原因。本项目将通过激光光解特定先驱体产生nitrenium离子，利用纳秒时间分辨吸收、纳秒时间分辨共振拉曼光谱技术研究它们与DNA共价结合的反应机理。通过特定取代的nitrenium离子，研究多环芳香取代、杂环取代、位阻效应对nitrenium离子与DNA加合反应活性的影响；还将最大限度的模拟生物体内环境，研究核苷存在形式（单体、单链、双链）对加合物形成机理的影响。综合运用时间分辨吸收光谱提供的动力学信息，和共振拉曼光谱提供的反应中间体结构信息，将更好的解析各种nitrenium离子的DNA反应活性。这些研究将更详细的揭示nitrenium离子与DNA加合物的形成机理，对于人们更好地理解化学致癌物的致癌机理具有非常重要的意义。

结项摘要

某些含氮的化学污染物在机体内代谢活化成nitrenium 离子，是化学致癌物作用过程中重要的活性中间体。Nitrenium 离子通过与 DNA 碱基共价结合生成加合物致癌。本项目以解释nitrenium离子与DNA反应生成加合物的反应机理为目标，具体研究不同种类nitrenium离子和DNA核苷存在形式、所处环境对它们共价结合过程的影响。本项目研究了供电子基团、吸电子基团以及二者联合作用对于nitrenium离子形成机理、动力学，结构特征，以及反应活性的影响。还研究了聚合态碱基与nitrenium离子的反应动力学和反应中间体结构特征。研究结果表明nitrenium离子的性质大大影响其对DNA碱基的反应活性；鸟苷仍是与nitrenium离子反应的活性位置，鸟苷的存在状态对于其与nitrenium离子的反应动力学有很大影响，但不会改变二者反应生成的中间体的结构。这些结果，为进一步搞清楚nitrenium离子与DNA鸟苷的反应机理提供了重要信息。