N6-甲基腺嘌呤分子内电荷转移态的直接测量

实验中，研究人员采用飞秒荧光上转换和飞秒瞬态吸收光谱技术对N6-甲基腺嘌呤和N6-甲基腺苷两个分子的激发态动力学进行研究。稳态光谱数据表明N6-甲基腺嘌呤在紫外激发后呈现双峰荧光发射。飞秒时间分辨光谱数据表明该分子中存在三种截然不同的退激发模式。其中分子的pp* (La)激发态具有几百飞秒的寿命，而pp* (Lb)激发态寿命则为几个皮秒。与此同时， N6-甲基腺嘌呤还存在一个107皮秒的长寿命激发态，并且该激发态正对应于分子长波长的荧光发射。研究表明，该长寿命激发态的本质是一个分子内电荷转移态。通过同位素效应，我们验证了该电荷转移态的退激发过程与分子和溶剂间氢键作用息息相关。另外，该能态在N6-甲基腺苷中被大部分淬灭，表明该甲基化的RNA将更大程度保留RNA超短激发态寿命的性质，从而确保了RNA分子的化学稳定性。

最近的研究表明，RNA的腺嘌呤N6位甲基化修饰是一个可逆过程，具有独特的分布模式，而且该修饰可以通过改变RNA结构或者RNA识别来影响生理学功能。 N6-甲基腺嘌呤分子中的电荷转移态极有可能参与了RNA与蛋白的识别过程，但是其功能还尚不明确。在后续的工作中，我们计划将N6-甲基腺嘌呤引入特定RNA片段，再通过飞秒时间分辨光谱手段研究其电荷转移过程。该研究一方面可以揭示其在核酸化学修饰反应的反应机理，另一方面还有望为生物学/医学中实现核酸化学修饰的精确调控提供理论依据。

图1. N-6甲基腺嘌呤分子激发态能级示意图