迈克尔塞维利亚

辐射，自由基和DNA损伤

塞维利亚小组的研究兴趣是通过伽马辐照和离子束对DNA进行高能辐照而产生的自由基物种的化学。两种放射疗法都用于治疗癌症。离子束越来越引起人们的兴趣，因为它们可以被定向到肿瘤并在肿瘤中停止。辐射对细胞的主要生物效应是由辐射与DNA或DNA周围的分子直接相互作用引起的，这些分子将辐射损伤传递给DNA。辐射会引起电离，自由电子，DNA中的激发从而衰变为各种自由基中间体。这些活性物质对DNA碱基和糖磷酸盐主干造成损伤，可能导致细胞死亡或突变。

B-DNA十二聚体的观点。

最近的努力是通过高能照射研究DNA中糖自由基的产生。这些物种对随后的生物损伤至关重要，因此糖自由基数量的定量及其同一性提供了重要的机制信息。该实验室的工作发现，大约10%的产生的自由基在伽马射线的磷酸糖主链上，但高达30%的自由基在离子束辐照DNA的磷酸糖主链上。这导致了DNA碱基阳离子自由基的激发态可能导致DNA的糖部分受损的假设。最近的一系列论文表明事实确实如此。这些努力已经确定了糖上的C1 '， C3 '和C5 '位点是最容易被这种机制破坏的位点。糖自由基导致DNA链断裂和DNA生物学功能的丧失。

辐射产生的鸟嘌呤阳离子自由基经过碱基对内质子转移，定位于DNA中的一个碱基。

辐射产生的电子在具有动能的情况下也可能具有破坏性。这种物种被称为低能电子，最近已被证明能使DNA链断裂，产生单链甚至双链断裂。从头算分子轨道计算最近被用来帮助我们理解辐射产生的物种的化学和结构。例如，塞维利亚小组目前正在使用时间相关的密度泛函理论(TD-DFT)来研究激发态在辐射损伤机制中的作用。主要发现是电子激发态与DNA离子自由基结合时导致链断裂的形成。

低能电子(LEEs)与DNA模型系统相互作用，产生各种激发态。解离态(s*)可被能量< 4 eV的LEEs所接近，并导致容易的链断裂形成。

最近的出版物

马,j .;库马尔,a;Muroya y;山下先生,美国;樱井、t;杰尼索夫，s.a.;塞维利亚，医学博士;Adhikary, a;塞其美国;Mostafavi, M。溶液中核苷的准自由电子附着:激发阴离子自由基的形成及其解离．自然通讯，2019，10，文章编号:102,pp 1-7，https://www.nature.com/collections/wtpqpqpgwd．

马,j .;Marignier J-L。;Pernot p;Houee-Levin c;库马尔,a;塞维利亚，医学博士;Adhikary, a;Mostafavi, M．，辐射下形成的磷酸自由基氧化DNA碱基的直接观察:骨架-碱基孔转移模型理论物理。化学。化学。理论物理。，2018, 20, 14927 – 14937.

Anil Kumar和Michael D. Sevilla，生物学上重要自由基的SOMO-HOMO水平反转期刊。化学。导报，2018,34(3)。

郑利伟，林璐，曲柯，Amitava Adhikary, Michael D. Sevilla‡，Marc M. Greenberg，肼中氮中心嘌呤核苷自由基的独立光化学生成及反应性Org。列托人。，Article2017，19(23)，第6444-6447页。

阿尼尔库马尔和迈克尔d塞维利亚，J。电子诱导5-溴胞嘧啶脱溴生成胞嘧啶亚基:DFT和高斯4研究理论物理。化学。农学通报，2017,29 (2)，pp 457 - 457。

Banyasz, a;Tiia-Maaria k;Munoz-Losa, a;美国的诗人;Adhikary, a;塞维利亚，医学博士;Martinez-Fernandez l;Improta r;Markovitsi D。紫外线诱导腺嘌呤自由基在DNA A束诱导:光谱和动力学特征(2016)。期刊。化学。列托人。7， 3949−3953。

塞维利亚，医学博士，贝克尔，医学博士，库马尔，A.， Adhikary, A. (2016) DNA中的辐射诱导自由基机制。请检查(《Rad. Chem》特刊。生物分子(M. Spotheim-Maurizot, L. Wojnarovits编著)，Radiat。理论物理。化学。，128， 60 - 74。

Michael D. Sevilla, David Becker, Anil Kumar和Amitava Adhikary，DNA的γ和离子束照射:自由基机制，电子效应和辐射化学轨道结构，Rad。物理。《化学》，vol 128, 60-74, 2016。

Anil Kumar, Amitava Adhikary, Lance Shamoun和Michael D. Sevilla，溶剂化电子(e_aq-)减少DNA碱基?一个高斯4和密度泛函理论-分子动力学研究J. Phys。化学。中国农业科学，2016,29 (9)，pp 457 - 457

阿尼尔•库马尔;乔纳森·沃克;巴特尔斯大卫;塞维利亚,迈克尔,与实验相匹配的水合电子的一个简单从头计算模型，期刊。化学。工程学报，2015,34(3)，344 - 344。

Amitava Adhikary, Anil Kumar, Casandra T. Bishop, Tyler J. Wiegand, Ragda M Hindi, Ananya Adhikary和Michael D. Sevilla，单电子氧化1-甲基胞嘧啶及其类似物的π到σ自由基互变异构期刊。化学。中国农业科学，2015,29 (6)，pp 566 - 566。

近期评论文章

塞维利亚医学博士库马尔·A低能电子(LEE)诱导的DNA损伤:模拟实验的理论方法．见:Leszczynski J.， Kaczmarek-Kedziera A.， Puzyn T.， G. Papadopoulos M.， Reis H.， K. Shukla M.(编)计算化学手册。施普林格,2017.

A.库马尔和M. D.塞维利亚低能电子(LEE)诱导DNA损伤:模拟实验的理论方法，计算化学手册第四卷:应用-生物分子"马努基·舒克拉和杰西·莱斯琴斯基，Eds，施普林格，2015.

Adhikary, A.， Becker, D.和Sevilla, M.。第八章。辐照DNA中自由基的电子自旋共振。EPR在辐射研究中的应用(A. Lund, M. Shiotani(编))，Springer-Verlag，柏林，海德堡，299 - 352。(2014)http://www.springer.com/chemistry/book/978-3-319-09215-7