Dinámica del estado excitado de los tautómeros de citosina

Área de la Ciencia:

• La fotoquímica es la fotoquímica.
• La dinámica molecular es la dinámica molecular.
• Química cuántica es la química cuántica.

Sus antecedentes:

• La citosina, una nucleobasa fundamental, existe en diferentes formas tautoméricas, incluidas la ceto y el enol.
• Comprender la dinámica de estado excitado de estos tautómeros es crucial para sus funciones biológicas y fotostabilidad.

Objetivo del estudio:

• Investigar y dilucidar la dinámica de relajación de los tautómeros de citosina ceto y enol/ceto-imino fotoexcitados.
• Para diferenciar las vías de relajación y las vidas para el tautómero ceto biológicamente relevante frente al tautómero enol/keto-imino.

Principales métodos:

• Se empleó espectroscopia ultrarrápida para sondear la evolución del estado excitado de los tautómeros de citosina.
• La fotoexcitación se realizó en el rango de longitud de onda de 260-290 nm.
• Los resultados experimentales se compararon con los cálculos teóricos utilizando métodos ab initio.

Principales resultados:

• El tautómero ceto exhibió tres transientes de relajación distintos con vidas que iban desde femtosegundos hasta cientos de picosegundos.
• Estos transitorios para la forma cetogénica se atribuyeron a la conversión interna y la tautomerización en estado excitado.
• El tautómero enol o ceto-imino mostró solo dos transitorios (vida de femtosegundos y picosegundos), asignados a la conversión interna.

Conclusiones:

• El estudio revela diferencias significativas en la dinámica de fotorrelajación entre ceto y cytosina enol/keto-imino.
• La compleja dinámica del tautómero ceto involucra tanto la conversión interna como la tautomerización en estado excitado.
• Los hallazgos proporcionan información valiosa sobre la fotoquímica de la citosina, consistente con las predicciones teóricas.