许维教授课题组在揭示DNA碱基互变异构机制方面取得重要进展

近日，同济大学材料学院许维教授课题组在国际知名杂志《ACS Nano》上发表了一篇题为“Real-Space Evidence of Rare Guanine Tautomer Induced by Water”的高水平论文（ACS Nano DOI:10.1021/acsnano.6b00393, 2016），揭示DNA碱基在水分子诱导下发生互变异构行为的机制机理。《ACS Nano》是目前国际纳米科学领域最有影响力的刊物之一，该刊物最新影响因子为12.8。

日前课题组已经揭示DNA碱基鸟嘌呤（G）在热诱导下发生互变异构行为（G/9H到G/7H的转变）的机制机理（ACS Nano 8, 1804-1808, 2014），以及这两种互变异构体（G/9H和G/7H）的识别、分离及相互转变（J. Am. Chem. Soc. 137, 11795-11800, 2015）。近期，课题组进一步探讨了在水分子诱导下碱基G的互变异构行为及机制。水在人体中有重要作用，体内DNA呈水合状态，理论计算表明水分子的存在对DNA碱基不同互变异构体的稳定性有重要影响，而且可以降低碱基互变异构的转变势垒，并导致一些罕见互变异构体的生成。此项研究中，利用表面科学方法建立生物相关模型体系，在超高真空环境可控引入水分子后，首次通过扫描隧道显微镜（UHV-STM）实空间观测到碱基G在表面形成罕见的互变异构体，即G/(3H,7H)形式。通过结合密度泛函理论（DFT）计算，建立了“水桥”模型解释其相关机制机理。该实空间实验证据和提出的“水桥”模型将对进一步理解水分子诱导下的碱基互变异构行为有着重要的科学意义。

http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsnano.6b00393

原文标题：Real-Space Evidence of Rare Guanine Tautomer Induced by Water