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简论分子DNA分子亚结构及振动性质的本科毕业论文致谢
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摘要:在21世纪,离子辐照育种、重离子和质子治癌是科学的前沿。同时,环境中的辐照、离子辐照、宇宙中的太空辐照和医疗导致生物的新品种的产生越来越受到人们广泛关注。在论述上,以分子和细胞水平上探讨生物体的电离辐射损伤是辐射生物学与放射医学的基础,是涉及原子核物理、医学、化学和生物等学科交叉的一个重要的前沿领域。近几十年来,由于论述和实验的进展,该领域已经成为分子生物学内容中最丰富的领域之一。分子生物学中所讲的核酸主要探讨核酸的结构及其功能。脱氧核苷酸和核苷酸分别是DNA和RNA分子的重要组成部分。在辐射生物学和放射医学中,DNA和RNA是电离辐射引致细胞杀伤或转化的主要靶分子。射线作用于机体,以开始照射到出现生物学效应(如癌变等)是一个及其复杂的历程,对其结构的影响比较复杂,辐射产物也是多种多样的。可影响DNA、RNA的损伤其某一组成单元,但只有核酸碱基的丢失或者转变才具有遗传后果。由此,探讨清楚辐射前后的核酸碱基的物理化学性质,对于更好的探讨DNA和RNA的辐照损伤有十分重要的作用。分子振动光谱的探讨是在分子特性探讨的重要工具。生物大分子,如核酸碱基光谱策略,对周围环境的隔离或稳定的是很重要的,以澄清在不同的生物功能在生物大分子的作用。常采取的红外光谱和拉曼光谱两种实验策略,由于实验探讨中标记多原子分子特别是生物大分子的实验谱十分困难,通过振动光谱的论述计算,给出了解实验测量频谱和预测新的频谱有十分重要的作用。在论述计算中,主要的有包括更精确的量子化学计算和经典分子动力学策略,其中包括量子化学计算的半经验策略和以头计算策略,如HF和DFT策略。但更多的生物分子的原子数,计算量子化学策略是非常惊人的,需要引入比例因子将以头计算策略计算结果的不确定性增加,而半经验势分子动力学,可以克服上面陈述的模型的不足之处,振动光谱的探讨和生物大分子的性质可以是一个可靠和有效的策略。分子动力学在生物分子探讨上的运用范围越来越广,许多探讨表明用分子动力学策略探讨生物大分子是可行的。但所有的这些计算中并未给出分子的振动方式和频率,由此我们采取半经验势分子动力学策略探讨了尿嘧啶分子的振动性质。通过计算尿嘧啶分子的分子动力学运动轨迹的速度、加速度、原子受力大小与运动方向,计算了其分子的振动频率,并给出其分子势能振动谱范围是-1185.5kcal/mol到-1183.5kcal/mol;通过求解分子动力学键长、键角、与非键能的策略,可以做到提取出了每一步分子振动频率状态下的分子空间三维图,计算结果能够和现有实验数据较好的符合。给出了较完整的尿嘧啶分子振动方式和频率;考虑生物分子都是处在不同的生物温度环境中,由此温度对它们对影响是不可忽略的,由此我们用半经验分子动力学策略探讨了并列出了温度在0K,20K,40K,60K,80K,100K,150K,200K,250K尿嘧啶分子的势能振动性质、动能振幅的变化,发现温度的作用对尿嘧啶分子结构和振动频率有重要影响,最后我们探讨了热辐射(温度效应)对尿嘧啶分子性质的影响。 关键词:尿嘧啶论文 辐照损伤论文 振动性质论文 半经验分子动力学论文
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    摘要3-5

    Abstract5-9

    1 绪论9-17

    1.1 经典分子动力学模拟技术策略9-11

    1.1.1 势参数的确定9-10

    1.1.2 有限差分算法技术10-11

    1.1.3 分子动力学系综分类11

    1.2 电离辐射11-12

    1.2.1 电离辐射基本概念11

    1.2.2 电离辐射重要特点11-12

    1.2.3 电离辐射两种分类12

    1.3 生物分子受电离辐射作用的影响12-17

    1.3.1 对生物大分子辐照的基本原理12

    1.3.2 电离辐射对DNA的作用12-13

    1.3.3 蛋白质与酶受电离辐射后的影响13-17

    2 论述模型17-27

    2.1 预备知识17-19

    2.1.1 核酸和碱基17-18

    2.1.2 分子动力学(Molecular Dynamics)模拟策略18-19

    2.2 分子动力学模型——半经验势19-25

    2.3 相关计算参数25-27

    2.3.1 计算模拟中的相关计算策略——蛙跳法速度校正法25

    2.3.2 速度校正法(rescapng velocity method)25-26

    2.3.3 原子的质心动量的干扰26-27

    3 计算结果和讨论27-42

    3.1 尿嘧啶分子的相关振动性质28-37

    3.1.1 尿嘧啶分子键长,键角的变化30-31

    3.1.2 该分子中原子的受力情况31-32

    3.1.3 该分子中原子的位移情况32-34

    3.1.4 该分子中原子的速度34-36

    3.1.5 该分子中原子的加

计算结果能够和现有实验数据较好的符合。给出了较完整的尿嘧啶分子振动方式和频率;考虑生物分子都是处在不同的生物温度环境中,由此温度对它们对影响是不可忽略的,由此我们用半经验分子动力学策略探讨了并列出了温度在0K,20K,40K,60K,80K,100K,150K,200K,250K尿嘧啶分子的势能振动性质、动能振幅的变化,发现温度的作用对尿嘧

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