The cytotoxic activities of KP1019 and other Ru(III) drugs are believed to be associated with their binding with DNA. Here, we report the density functional theory (DFT) study of reactions of KP1019 drug at the O6 and O8 sites of 8-oxoguanine (8-oxoG) and the O8 site of 8-oxoadenine (8-oxoA). 8-OxoG is predominantly formed in oxidative stress and can cause mutation and cancer. It is found that the barrier free energies (Δ G b ) of these reactions obey the following trend: O8 (8-oxoG) < O8 (8-oxoA) < O6 (8-oxoG), at different levels of theory in gas phase and aqueous media. The Δ G b of reaction at the O8 (8-oxoG) is found to be 10.96 (13.81) kcal/mol at the M06-2X/(LanL2DZ+6-311+G**) level of theory in gas phase (aqueous media). The rate constant of reaction at the O8 (8-oxoG) site in aqueous media is 4.6 × 10 2 s −1 . The reaction free energies (Δ G f ) and reaction enthalpies (Δ H f ) of all the reactions are appreciably negative in both gas phase and aqueous media which indicate that the reaction of mono-aquated KP1019 at the O6 and O8 sites of 8-oxoG as well as at the O8 site of 8-oxoA would occur spontaneously. Further, our calculations demonstrate that KP1019 would react with 8-oxoG more favourably as compared with guanine. Thus, it predicts that the main mechanism of the action of KP1019 drug might be due to its binding with the O8 site of 8-oxoG in biological media.

中文翻译：

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Ru(III)抗癌药物KP1019与8-氧鸟嘌呤和8-氧腺嘌呤反应的DFT研究

KP1019 和其他 Ru(III) 药物的细胞毒活性被认为与其与 DNA 的结合有关。在这里，我们报告了 KP1019 药物在 8-氧鸟嘌呤 (8-oxoG) 的 O6 和 O8 位点和 8-氧代腺嘌呤 (8-oxoA) 的 O8 位点反应的密度泛函理论 (DFT) 研究。8-OxoG 主要在氧化应激中形成，可导致突变和癌症。发现这些反应的无势垒能(Δ G b )服从以下趋势：O8 (8-oxoG) < O8 (8-oxoA) < O6 (8-oxoG)，在气相中的不同理论水平和水介质。发现 O8 (8-oxoG) 反应的 Δ G b 在气相（水溶液）的 M06-2X/(LanL2DZ+6-311+G**) 理论水平下为 10.96 (13.81) kcal/mol媒体）。水介质中 O8 (8-oxoG) 位点的反应速率常数为 4.6 × 10 2 s -1 。所有反应的反应自由能 (Δ G f ) 和反应焓 (Δ H f ) 在气相和水介质中均明显为负，这表明单水合 KP1019 在 8- 的 O6 和 O8 位点发生反应。 oxoG 以及 8-oxoA 的 O8 位点会自发发生。此外，我们的计算表明，与鸟嘌呤相比，KP1019 与 8-oxoG 的反应更有利。因此，它预测 KP1019 药物的主要作用机制可能是由于其与生物介质中 8-oxoG 的 O8 位点结合。我们的计算表明，与鸟嘌呤相比，KP1019 更容易与 8-oxoG 反应。因此，它预测 KP1019 药物的主要作用机制可能是由于其与生物介质中 8-oxoG 的 O8 位点结合。我们的计算表明，与鸟嘌呤相比，KP1019 更容易与 8-oxoG 反应。因此，它预测 KP1019 药物的主要作用机制可能是由于其与生物介质中 8-oxoG 的 O8 位点结合。