Base Release in Nucleosides Induced by Low-Energy Electrons: A DFT Study
Notice bibliographique
Résumé
Low-energy electrons are known to induce strand breaks and base damage in DNA and RNA through fragmentation of molecular bonding. Recently the glycosidic bond cleavage of nucleosides by low-energy electrons has been reported. These experimental results call for a theoretical investigation of the strength of the C(1)'-N link in nucleosides (dA, dC and dT) between the base and deoxyribose before and after electron attachment. Through density functional theory (DFT) calculations, we compare the C(1)'-N bond strength, i.e., the bond dissociation energy of the neutral and its anionic radical, and find that an excess electron effectively weakens the C(1)'- N bond strength in nucleosides by 61-75 kcal/mol in the gas phase and 76-83 kcal/mol in the solvated environment. As a result, electron-induced fragmentation of the C(1)'-N bond in the gas phase is exergonic for dA (DeltaG=-14 kcal/mol) and for dT (DeltaG=-6 kcal/mol) and is endergonic (DeltaG=+1 kcal/ mol) only for dC. In the gas phase all the anionic nucleosides are found to be in valence states. Solvation is found to increase the exergonic nature by an additional 20 kcal, making the fragmentation both exothermic and exergonic for all nucleoside anion radicals. Thus C(1)'-N bond breaking in nucleoside anion radicals is found to be thermodynamically favorable both in the gas phase and under solvation. The activation barrier for the C(1)'-N bond breaking process was found to be about 20 kcal/mol in every case examined, suggesting that a 1 eV electron would induce spontaneous cleavage of the bond and that stabilized anion radicals on the DNA strand would undergo base release at only a modest rate at room temperature. These results suggest that base release from nucleosides and DNA is an expected consequence of low-energy electron-induced damage but that the high barrier would inhibit this process in the stable anion radicals.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,006 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».