【作者】 夏烨； 节家龙； 王琛； 张献旺； 黄春华； 杨春帆； 刘坤辉； 宋迪； 赵红梅； 朱本占； 苏红梅；

【Author】 Ye Xia;Jialong Jie;Chen Wang;Xianwang Zhang;Chun-Hua Huang;Chunfan Yang;Kunhui Liu;Di Song;Hongmei Zhao;Ben-Zhan Zhu;Hongmei Su;College of Chemistry,Beijing Normal University;Beijing National Laboratory for Molecular Sciences (BNLMS),Institute of Chemistry,Chinese Academy of Sciences;State Key Lab of Environmental Chemistry and Ecotoxicology,Research Center for Eco-Environmental Science,CAS;

【机构】 北京师范大学化学学院； 中国科学院化学研究所北京分子科学国家实验室； 中国科学院生态环境研究中心；

【摘要】 <正>硫代DNA（S-DNA）可在细菌等生命体中天然存在,由于具有防止人体内核酸酶降解的功能而有非常广泛的药物应用。但是S-DNA氧化损伤的分子基元反应机理仍不清楚。在这里,我们通过时间分辨紫外-可见吸收光谱结合量子化学计算,研究S-DNA与氧化性自由基(Cl₂^-·,Br₂^-·,SO₄^-·,OH^·)反应的机制和动力学。在瞬态紫外-可见吸收光谱上捕捉到了两种关键的双中心三电子键（半键）自由基中间体-P-S∴S-P-（410nm）和-P-S∴Br（380nm）。随后,我们使用HPLC-MS进一步验证-P-S∴S-P-会产生DNA骨架损伤产物-P-S-S-P-。同时,动力学得到反应速率常数表明硫代磷酸骨架是一个潜在的氧化位点,可在氧化物种进攻S-DNA时与鸟嘌呤或腺嘌呤形成竞争反应。进一步,通过瞬态光谱我们观测到了空穴直接从碱基A+·/A（-H）·转移至硫代磷酸骨架上的动力学过程,这与常规DNA空穴转移方向明显不同。更多还原

【Abstract】 Being widely used as antisense strategy,phosphorothioate（PT） holds great potential in gene therapy.But the chemical stability of DNA after PT is introduced（S-DNA） is still poorly understood.Herein,we perform time-resolved spectroscopy to determine the underlying mechanisms and dynamics of the PT oxidation by potent radicals(Cl₂^-·,Br₂^-·,SO₄^-·,OH^·).The crucial hemi-bonded intermediates,-P-S∴S-P-and-P-S∴Br,were observed directly.HPLC-MS indicates further that the decay of-P-S∴S-P-results in –P-S-S-P-adducts,which are backbone DNA lesion products.Kinetics rate constants were measured to evaluate the PT moiety as a redox active site competing with guanine and adenine oxidation.Significantly,the oxidation process of PT in S-DNA oligomer were monitored in real-time,revealing direct hole transfer from A+· to PT and demonstrating the base-to-backbone hole transfer unique to S-DNA,which is different from the normally adopted backbone-to-base hole transfer.更多还原