Теоретическое исследование влияния межмолекулярных взаимодействий на спектр двукратно ионизированных состояний
в системах урацил – nH₂O (n = 1- 4)

(готовится к публикации)

Образование катион-радикальных состояний с вакансиями внутривалентных уровней при воздействии ионизирующего излучения на биологические системы может инициировать релаксационные процессы с испусканием электрона. Ионизация исходной молекулы с формированием дикатионного состояния соответствует Оже распаду. В случае если происходит ионизация молекул ближайшего окружения, говорят о межмолекулярном кулоновском распаде (intermolecular coulombic decay, ICD). Недавние исследования показывают, что немаловажным фактором, определяющим вероятность и энергетические характеристики таких релаксационных процессов, являются межмолекулярные взаимодействия, в том числе с растворителем. Известно, что нуклеиновые основания в ДНК и РНК имеют в своём ближайшем окружении некоторое количество молекул воды. В данной работе с привлечением метода связанных кластеров на уровне приближения EOM-DIP-CCSD рассмотрено влияние числа молекул воды и их ориентации в комплексах урацила (U) U-nH₂O, n = 1 – 4 на спектр дикатионных состояний, которые образуются в результате вышеописанных процессов. Показано, что наименьшие энергии ICD-состояний обеспечиваются при координации воды по положениям, наиболее характерным для урацила в составе РНК. Энергия состояний с вакансиями на разных молекулах понижается с увеличением числа молекул воды от 1 до 3 и далее не изменяется. При этом количество дикатионных состояний ICD-типа возрастает с увеличением числа молекул окружения, что указывает на важную роль нелокальных распадов в растворе.