مطالعه نظري اثر حلال هاي گوناگون در بر هم كنش داروي ضدسرطان 5 فلورواوراسيل با آدنين و گوانين

A Theoretical Study of Solvent Effects on 5-Fluorouracil Anticancer Drug Interaction with Adenine and Guanine

برهم كنش بين داروي ضدسرطان 5 فلورواوراسيل و بازهاي پوريني DNA و RNA (آدنين و گوانين) به روشB3LYP با تابع پايه ي 6-311++G** در فاز گاز و حلال هاي آب، كربن تتراكلريد، استون و متانول مطالعه شد و پارامترهاي هندسي، انرژي برهم كنش و فركانس هاي كششي مرتبط با پيوند هيدروژني به دست آمد. به منظور درك بهتر اين برهم كنش ها، كه از نوع پيوند هيدروژني مي باشند، نظريه ي اتم ها در مولكول هاي بادر(AIM) به كار گرفته شد و انرژي پيوند هيدروژني به روش اسپينوزا محاسبه شد. همچنين محاسبه هاي تك نقطه به روشM06-2x با همان تابع پايه ذكر شده در محلول هاي كربن تتراكلريد و آب انجام شد. نتيجه ها نشان داد كه انرژي برهم كنش در اين روش افزايش يافته است ولي ترتيب پايداري كمپلكس هاي پيوند هيدروژني تغييري نكرده است. مشخص شد كه پيوندهاي هيدروژني دوگانه و سه گانه قوي بين منومرها تشكيل شده كه منجر به تغيير پارامترهاي هندسي و ساختار الكتروني تركيب ها شده است. اين مطلب، با استفاده از محاسبه هاي دانسيته ي الكترون تاييد شد. مقايسه فاصله ها و زاويه هاي پيوند هيدروژني نشان داد كه پيوندهيدروژنيN(O)B···H-NFU، كه در آن 5 فلورواوراسيل به عنوان دهنده ي پروتون عمل مي كند، از پيوند هيدروژني OFU···H-NB قوي تر است. همچنين ديده شد كه پيوند هيدروژني در حلال هاي داراي پيوندهيدروژني ضعيف تر از فاز گاز و حلال هاي بدون پيوند هيدروژني مي باشد.

The interaction between the 5-fluorouracil anticancer drug and the purine bases of DNA and RNA was investigated by B3LYP method with the 6-311++G** basis set in the gas phase and water, carbon tetrachloride, acetone, and methanol solvents and the geometric parameters, the interaction energy of and the vibrational frequencies associated with hydrogen bonding have been systematically explored. In order to better understand these hydrogen-bonding interactions, Bader’s quantum theory of atoms in molecules was used and the hydrogen bonding energy was calculated by the Spinoza method. Also, single-point calculations were performed using M06-2x method with the same basis set mentioned in carbon tetrachloride and water solutions. The results showed that the interaction energy in this method has increased, but the order of stability of the hydrogen bonding complexes has not changed. It has been determined that strong hydrogen bonds are formed between monomers, which leads to changes in geometric parameters and electron structure of complexes. This subject was confirmed using electron density calculations. Comparison of the intervals and angles of hydrogen bonding showed that the hydrogen bond of N (O) B …H-NFU, in which 5FU acts as a proton donor, is stronger than the OFU … H-NB hydrogen bond. It was also observed that the hydrogen bond in the solvent with a hydrogen bond is weaker than the gas phase and the solvent without hydrogen bonding.