分子间相互作用对核酸碱基中17O屏蔽张量与四极耦合常数影响的理论计算研究

摘要：

通过高精度量子化学理论计算的方法研究了分子间弱的非键相互作用对胸腺嘧啶、尿嘧啶、胞嘧啶和鸟嘌呤四种核酸碱基中17O核的屏蔽张量（σO）和四极耦合常数（QCC）的影响。计算结果表明分子间强的氢键作用以及弱的范德华（vdW）相互作用都对17O 核的化学位移（dO）具有较大的影响。随着分子间氢键作用的逐渐增强，dO逐渐减小，当采用包含所有弱相互作用的周期性模型进行计算时，理论结果与实验值吻合。进一步的电荷分析显示，17O核化学位移的减小主要是由于分子间氢键作用强度增加导致17O原子的负电荷密度逐渐增加。此外，计算结果表明碱基中分子间氢键网络和弱的范德华作用对碱基17O QCC也具有显著的影响。周期性模型下，碱基上氧原子的局域结构环境得到平衡，17O QCC达到最小值，与实验结果最为接近。以核酸碱基为例，说明了分子间的氢键网络以及分子间弱的相互作用对于准确计算生物样品的核磁共振（NMR）参数非常重要，以小的团簇模型来计算生物体系的核磁参数将会产生较大的偏差。

关键词：核磁共振(NMR)、屏蔽张量、量子化学计算、核酸碱基、四极耦合常数

所属期刊栏目：33

分类号：O482.53(固体物理学)

资助基金：国家自然科学基金资助项目21522310,21173255;湖南省教育厅重点资助项目14A040

在线出版日期：2016-09-21（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共17页

页码：378-394