옥사졸의 양성자 친화도에 대한 DFT 연구

Abstract

옥사졸 고리를 포함하는 lexitropsin에서, DNA minor groove의 구아닌-시토신 염기쌍의 구아닌과 수소결합을 형성하는데 중요 역할을 하는 옥사졸에 대해, 양성자화 될 때 가능한 두 가지 형태에 대해 DFT 계산을 통해 구조를 최적화시켰다. 최적화된 구조에 대해 B3LYP/6-31G* 수준에서 양성자 친화도를 계산하였다. 그 결과 옥사졸의 가능한 두 가지 형태 가운데 옥사졸의 질소 원자가 DNA minor groove 쪽으로 배향된 구조가 산소 원자가 minor groove 쪽으로 배향된 구조보다 양성자 친화도가 더 큼을 알 수 있었으며, 분자정전기 전위로 확인할 수 있었다. 아울러 양성자 친화도에 미치는 치환기 효과를 알아보기 위하여 여러 전자 주는 기와 전자 받는 기를 치환시켜 치환기 성질에 따른 양성자 친화도를 조사하였으며, 전자를 받는 기 보다 전자를 주는 기가 치환 되었을 때 양성자 친화도가 증가함을 알았다. The oxazole plays an important role in the binding of lexitropsin to the guanine-cytosine base pair from minor groove of DNA. The geometry optimization is performed with DFT calculations for the two possible conformations of the protonated oxazole. The proton affinities are calculated at B3LYP level of theory with 6-31G* basis set for the optimized geometry. It is found that the proton affinites of the conformations in which the oxazole nitrogen is the protonation center are greater than that of the conformations in which the oxazole oxygen is the protonation center. This result is in good agreement with molecular electrostatic potential (MEP) contour map. The proton affinities are also studied for various substituted oxazoles with the electron-donating and -withdrawing groups to estimate substitutent effect on the proton affinity at the hydrogen bonding site of the oxazoles. it is shown that the electron-donating substituents increase the proton affinity of oxazole, while the electron-withdrawing substituents decrease it.