中文摘要：

DNA光损伤的二种主要光产物可分别被CPD光解酶和(6-4)光解酶通过光复活修复，二者修复量子效率迥异。揭示CPD光解酶高效修复的作用机理，对于认识这一生命现象的本质有重要意义。本项目合成了二类模型化合物，共价连接的嘧啶二聚体-电子给体（黄素、咔唑和吲哚等）和共价连接的氧杂环丁烷-电子给体，分别模拟二类光解酶的光复活过程，结果显示1)底物与电子给体间构象影响修复效率；2)CPDs与(6-4)二类模型化合物修复过程中的电子转移反应处于不同的Marcus区域；3)黄素-CPDs模型修复效率低是因为短的黄素激发态寿命和快速的不能导致修复的逆向电子转移。同时，运用基因突变工程，合成了多个DNA光解酶突变体，研究发现Asn378对于稳定中性自由基FADH实现高效修复至关重要。这些结果揭示了DNA光解酶高效修复的机理底物与酶的结合是高效修复的前提，DNA光解酶能够利用特定的几何形状和静电相互作用来固定黄素辅酶，达到1)增加其激发态的寿命，使其与CPDs有足够的反应时间；2)稳定电荷分离中间体，使CPDs有足够裂环时间。二步高效反应促成了完美的DNA光复活作用。