ハロゲン化ウラシル表面状態の第一原理電子状態計算

First-principles electronic structure calculations of surface states of uracil halide

関川 卓也; 甲斐 健師   ; 小沼 草太*; 芳賀 芳範   ; 横谷 明徳*

Sekikawa, Takuya; Kai, Takeshi; Onuma, Sota*; Haga, Yoshinori; Yokoya, Akinari*

ウラシルはリボ核酸(RNA)を構成する塩基の一種である。RNAは生物の遺伝情報を担うデオキシリボ核酸(DNA)から遺伝情報を写し取り、タンパク質合成を行うリボソームまで情報を運ぶ役割を担う。これまで、ウラシルの一部に臭素が置換した臭化ウラシルに対する放射線影響増感効果が期待されてきた。本研究では、ウラシルの一部をハロゲンに置換した効果を調べるため、第一原理計算ソフトウェアOpenMXを用いた。ウラシルの一部をフッ素、臭素で置換した分子を標的として計算した結果、フッ素、臭素の順にハロゲン化ウラシル中の電子が電離しやすいことがわかった。本研究成果は、放射線治療における放射線増感剤の開発に貢献することが期待できる。

Uracil is a base of ribonucleic acid (RNA), which is responsible for copying genetic information from deoxyribonucleic acid (DNA) and transporting it to ribosomes, where protein synthesis takes place. The radiation sensitizing effect of uracil bromide, in which bromine is substituted for a part of uracil, has been expected to be effective. In this study, we used the first-principles calculation software OpenMX to investigate the effect of partial substitution of halogen for uracil. The results of calculations targeting molecules with uracil partially substituted with fluorine and bromine showed that the electrons in uracil halide are easily ionized in the order of fluorine and bromine. The results of this study are expected to contribute to the development of radiosensitizers for radiotherapy.