Abstract
Using the methods of non-empirical quantum chemistry at the MP2/6-311++G(2df,pd)// B3LYP/6-311++G(d,p) level of theory it was established for the first time, that Hoogsteen, reverse Hoogsteen, Watson-Crick and reverse Watson-Crick configurations of the A.T and G.C DNA base pairs are isoelectronic and isomorphic structures with similar dynamic properties. Based on these results, non-ionisation mechanism of the Hoogsteen <"breathing" of the G*.C* DNA base pair, namely transformation of the tautomerised (Lowdin's) G-C base pair with Watson-Crick geometry into the Hoogsteen electroneutral G*.C* H base pair stabilized by the three O6H...N4, N3H...N7 and C8H...02 H-bonds, was postulated. It is suggested that such scenario activates only in those cases, when DNA is not located in aqueous solution, but works together with proteins and cytosine protonation at the N3 atom is precluded.
Highlights
Матеріали і методиОб’єктами дослідження слугували вотсонкриківська A⋅T WC [3], обернена вотсонкриківська A⋅T rWC [4], гугстинівська A⋅T Н [5] та обернена гугстинівська A⋅T rH [6] пари основ ДНК
Ключові слова: вотсон-криківська, обернена вотсон-криківська, гугстинівська і обернена гугстинівська пари основ ДНК A⋅T; «дихання» пари основ ДНК G⋅C за Гугстином; міжмолекулярні водневі зв’язки; квантово-хімічні розрахунки; аналіз топології електронної густини
Об’єктами дослідження слугували вотсонкриківська A⋅T WC [3], обернена вотсонкриківська A⋅T rWC [4], гугстинівська A⋅T Н [5] та обернена гугстинівська A⋅T rH [6] пари основ ДНК
Summary
Об’єктами дослідження слугували вотсонкриківська A⋅T WC [3], обернена вотсонкриківська A⋅T rWC [4], гугстинівська A⋅T Н [5] та обернена гугстинівська A⋅T rH [6] пари основ ДНК. Квантово-хімічні розрахунки геомет ричної та електронної будови досліджуваних структур проведено на рівні теорії DFT B3LYP/6-311++G(d,p) у вільному стані [12, 13]. Для частот коливань використано масштабуючий множник 0,9668 [17,18,19]. Енергію Гіббса (за нормальних умов) та енергію взаємодії в парах основ визначали на рівні теорії MP2/6311++G(2df,pd)//B3LYP/6-311++G(d,p) [16,17,18] з урахуванням так званої BSSE-поправки на базисний набір функцій [27]. Розподіл електронної густини в досліджуваних парах основ аналізували, використовуючи теорію Бейдера «Атомів у молекулах» [29] та хвильові функції, отримані на рівні теорії B3LYP/6-311++G(d,p). Топологію електронної густини аналізували за допомогою програмного пакета AIM2000 [30], використовуючи стандартні опції. Використано стандартну нумерацію атомів основ ДНК [33]
Sign-in/Register to view highlights & summary Talk to us
Join us for a 30 min session where you can share your feedback and ask us any queries you have
Schedule a callDisclaimer: All third-party content on this website/platform is and will remain the property of their respective owners and is provided on "as is" basis without any warranties, express or implied. Use of third-party content does not indicate any affiliation, sponsorship with or endorsement by them. Any references to third-party content is to identify the corresponding services and shall be considered fair use under The CopyrightLaw.
