腺嘌呤的氨基修饰增强DNA导电性的理论研究

摘要

利用密度泛函理论并结合非平衡态格林函数方法,研究了腺嘌呤A的碳2位氨基修饰对DNA导电性的影响.结果表明,形成的双氨基嘌呤D可以与胸腺嘧啶T通过3个氢键进行配对,由于氨基修饰形成了新的氢键,使配对碱基D和T之间的结合比AT更紧密.修饰后体系的能隙和电离能大大降低,紫外吸收光谱在一定程度上会发生红移,并增加了一些电荷转移跃迁.计算的沿氢键方向的横向电荷输运和沿DNA链方向的纵向电荷输运性质,证明了氨基的取代修饰可以很好地提高DNA的电荷输运性质.揭示了DNA导电性增强是由于修饰调整了碱基对DT的最高占据轨道(HOMO)能级,使之较天然碱基对AT更靠近GC的HOMO,从而降低了空穴在DNA中迁移的势垒.