氧气、水、鸟嘌呤和DNA断裂中电离辐射诱导的键解离机制：密度泛函理论模拟
摘要：放射治疗、放射生物学和太空项目中生物分子的辐射损伤是普遍存在的过程，并且对于空间项目来说是至关重要的。在本研究中，我们利用基于密度泛函理论（DFT）的第一性原理计算，精确量化了脱氧核糖核酸（DNA）及其周围分子（如氧和水）在非平衡条件下的断裂机制。我们的研究结果揭示了DNA碱基和骨架的结构稳定性，它们能够承受同时发生的直接离子化和间接离子化过程所带来的电荷和氢抽取的综合阈值。我们还表明，分子中的氢含量在辐射存在下显著影响其稳定性。这项研究提供了关于直接和间接诱导的键离解和DNA损伤的综合信息，并引入了一种系统的方法来精调大规模蒙特卡罗模拟的输入参数，以研究放射生物学反应和减轻电离辐射的有害影响。
作者：Santosh KC and Ramin Abolfath
论文ID：2201.11595
分类：Biological Physics
分类简称：physics.bio-ph
提交时间：2022-01-28