Стабілізація Вотсон-Криківських пар основ ДНК протонуванням: квантово-хімічне дослідження
Vernadsky National Library of Ukraine
Переглянути архів Інформація| Поле | Співвідношення | |
| Title |
Стабілізація Вотсон-Криківських пар основ ДНК протонуванням: квантово-хімічне дослідження
|
|
| Creator |
Потягайло, А.Л.
Говорун, Д.М. |
|
| Subject |
Короткі повідомлення
|
|
| Description |
Напівемпіричним квантово-хімічним методом AMI встановлено, що одноразове проточування Вотсон-Криківських пар основ ДНК по місцях, які не беруть участі у водневому зв'язуванні, підвищує їхню стабільність. Найбільший енергетичний ефект спостерігається при протонуванні атомів O2 і O4 Thy пари Ade.Thy – він супроводжується перенесенням протона від атома N3 Thy+ до атома N1 Ade і суттєвою зміною геометричної структури пари. Найбільші геометричні збурення мають місце в парі Gua:Cyt*(O2), яка розкривається і стабілізується лише одним Н-зв'язком N4H...O6 (два інших Н-зв'язки при цьому розриваються). Вперше висловлено припущення, що проточування основ ДНК та їхніх Вотсон-Криківських пар є поліфункціональним фізико-хімічним механізмом, який може використовуватися як на етапі збереження генетичної інформації (стабілізація пар основ з метою запобігання їхньої модифікації), так і під час реплікації ДНК (підтримання ДНК-полімеразою канонічного таутомерного статусу основ, що одночасно поліпшує їхню здатність до комплементарного спарювання). Не виключається також, що проточування атома O2 Cyt пари Gua:Cyt є елементарним механізмом дії білків, від повідальних за розплітання ДНК
By means of semi-empirical quantum-chemical method AMI the protonation of Watson-Crick, base pairs at the positions that don't participate in H-binding has been found to stabilize these pairs. The greatest effect has been observed upon the protonation of Thy O2 and O4 atoms of the pair Ade:Thy with the proton transfer from Thy N3 to Ade N1 and significant changes in the pair geometrical structure. The maximal geometrical changes occur in the pair Gua:Cyt (O2) which opens, being stabilized by only one H-bond N4H...O6 (two other H-bonds are broken). The protonation of DNA bases and their Watson-Crick pairs is assumed to be a multifunctional physico-chemical mechanism, which is possibly used for both preservation of genetic information (DNA base pairs' stabilization to prevent their modification) and DNA replication (DNA-polymerase provides base pairs with canonical status that improves at the same time their ability for complementary pairing). Besides, the protonation of Cyt O2 atom in the pair Gua:Cyt is likely to be a common mechanism of action of proteins responsible for DNA untwisting. Полу эмпирическим квантово-химическим методом AMI установлено, что одноразовое протонирование Уотсон-Криковских пар оснований ДНК по местам, не участвующим в водородном связывании, повышает их стабильность. Наибольший эффект наблюдается при протонировании атомов O2 и O4 Thy пары Ade.Thy – он сопровождается перенесением протона от атома N3 Thy+ к атому N1 Ade и существенным изменением геометрической структуры пары. Максимальные геометриче ские изменения имеют место для пары Gu·Cyt (O2), которая раскрывается, стабилизируясь при этом лишь одной водородной связью N4H...O6 (две другие Н-связи при этом разрываются). Впервые высказано предположение, что протонирование оснований ДНК и их Уотсон-Криковских пар является полифункциональным физико-химическим механизмом, который может использоваться белками как на этапе хранения генетической информации (стабилизация пар оснований ДНК для предотвращения их модификации), так и во время репликации ДНК (поддержание ДНК-полимеразой канонического таутомерного статуса нуклеотидных оснований, одновременно улучшающее способность последних к комплементарному спариванию). Не исключается также, что протонирование атома O2 Cyt пары Gua:Cyt является элементарным механизмом действия белков, ответственных за расплетание ДНК |
|
| Date |
2019-06-17T16:11:37Z
2019-06-17T16:11:37Z 2002 |
|
| Type |
Article
|
|
| Identifier |
Стабілізація Вотсон-Криківських пар основ ДНК
протонуванням: квантово-хімічне дослідження / А.Л. Потягайло, Д.М. Говорун // Вiopolymers and Cell. — 2002. — Т. 18, № 3. — С.
258-261 . — Бібліогр.: 4 назв. — укр.
0233-7657 DOI:http://dx.doi.org/10.7124/bc.000608 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/155987 573.3 |
|
| Language |
uk
|
|
| Relation |
Біополімери і клітина
|
|
| Publisher |
Інститут молекулярної біології і генетики НАН України
|
|