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DNA碱基(胞嘧啶、五甲基胞嘧啶)能够发生水化脱氨基反应而导致基因突变。一些实验支持五甲基胞嘧啶碱基的C5位是基因突变的热点，有些却不支持这一观点。要弄清这一点需要从研究组成DNA碱基与水分子反应的机理开始，来理解碱基在生物体水环境中的水化脱氨基反应。所以本文用密度泛函方法B3LYP/6-311G**对胞嘧啶、五甲基胞嘧啶自发水化脱氨基反应进行研究，得出以下结论：
1.胞嘧啶和五甲基胞嘧啶自发的水化脱氨基反应速控步的能垒很高，速率常数很小，因此导致基因突变的可能性极其微小。
2.五甲基胞嘧啶自发的水化脱氨基反应的能垒比胞嘧啶的能垒低，说明五甲基胞嘧啶C5位是基因突变的热点。
在正常的生命过程中，自由基是维持生命所必需的，但自由基也是生命大分子、细胞和生物组织的危险杀手。本文对在氢自由基、氢氧自由基以及两个水分子参与反应条件下的碱基水化脱氨基反应进行了研究，得出以下结论：
1.氢自由基条件下的碱基水化脱氨基反应速控步的能量远远高于自发水化脱氨基反应的能量，因此氢自由基作为抑制剂阻止碱基发生水化脱氨基反应。
2.氢氧自由基条件下的碱基水化脱氨基反应速控步的能量远远低于自发的水化脱氨基反应的能量，所以氢氧自由基作为引发剂可以促使基因发生突变的机会急剧地增加。
3.碱基在两个水分子参与条件下的脱氨基反应速控步的能垒比自发水化脱氨基反应的能垒明显降低，使基因突变在体温下发生变得相对容易。
在氢、氢氧自由基、两个水分子参与条件下及五甲基胞嘧啶自发水化脱氨基反应速率常数：KH·(10-43)＜KH2O(10-24)＜K2H2O(10-22)＜KOH·(10-13)，表明氢氧自由基存在时五甲基胞嘧啶最容易发生水化脱氨基反应导致基因突变。
胞嘧啶、五甲基胞嘧啶不论在氢自由基、氢氧自由基、两个水分子参与条件下还是在自发的水化脱氨基反应中，五甲基胞嘧啶C5位都是基因突变的热点。