氨基酸-RNA复合物分子互作机制探索：实验与计算双路径揭示前列腺癌治疗新靶点

　　本刊推荐：本研究通过实验与计算（DFT/B3LYP/6-311++G(d,p)）相结合，首次揭示L-苯丙氨酸（L-Phe）与鸟嘌呤（Guanine）复合物的分子互作机制，证实其通过氢键网络（O–H????N/C=O????H）及电子密度转移增强稳定性。分子对接表明该复合物与CDK2蛋白（4EK3）关键残基（Glu81/Asp145/Asn132）强效结合，药效学与毒性评估支持其前列腺癌治疗潜力，为靶向药物开发提供新思路。

　　

亮点（Highlights）

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  L-苯丙氨酸-鸟嘌呤（L-Phe?Guanine）复合物通过实验与理论计算首次被全面表征

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  振动光谱（拉曼/SERS/FTIR）显示O–H键红移证实氢键形成（H34????O2=C9与N32????H23-O1）

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  拓扑分析（AIM/NCI/ELF/LOL）揭示弱相互作用与电子局域化特征

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  分子对接表明与前列腺癌靶点CDK2（4EK3）的强结合作用：关键残基Glu81（2.66 ?）、Asp145（2.67 ?）、Asn132（1.70 ?, 2.23 ?）

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  药代动力学与毒性评估支持其药物开发潜力

结构参数（Structural parameters）

采用B3LYP/6-311++G(d,p)理论水平对L-苯丙氨酸（L-Phe）和鸟嘌呤（Guanine）进行单独结构优化（图S1、S2），其优化能量（SCF）分别为-348236.46 kcal/mol与-340555.74 kcal/mol。为探究L-苯丙氨酸与鸟嘌呤的最稳定结合构型，我们基于文献[[45], [46], [47]]识别了二者可能的氢键位点，构建了两种几何构型并进行结构优化。最终稳定构型显示存在O1–H23????N32（1.70 ?）与C9=O2????H34（1.88 ?）氢键，这促使电子从n₁(N32)向σ(O1–H23)轨道以及n₂(O2)向σ(N33–H34)轨道转移，显著增强分子稳定性。

结论（Conclusion）

本研究首次通过实验与计算相结合的方法深入探讨了L-苯丙氨酸-鸟嘌呤（L-Phe?Guanine）的相互作用。在B3LYP/6-311++G(d,p)理论水平下优化的结构明确揭示了O1–H23????N32（1.70 ?）和C9=O2????H34（1.88 ?）键的存在，反映了电荷从n₁(N32)到σ(O1–H23)和n₂(O2)到σ(N33–H34)轨道的转移，从而提升了分子稳定性。拓扑研究进一步表明体系中存在弱相互作用、局域化与离域化电子特征，为其生物活性提供了理论基础。