Конформаційна ємність 2'-дезоксиксантозину та 2'-дезоксиінозину за даними методу теорії функціонала густини

Abstract

Наведено результати повного квантово-хімічного конформаційного аналізу 2'-дезоксиксантозину (dXao) та 2'-дезоксиінозину (dIno) методом MP2/6–311++G(d,p)//DFT B3LYP/6–31G(d,p). На поверхні потенціальної енергії нуклеозидів виявлено 103 та 100 локальних мінімумів відповідно, які притаманні стійким конформерам. Досліджено їхні геометричні, енергетичні та полярні характеристики. Визначено низку нетипових властивостей dXao. Зокрема, встановлено, що він має 33 syn-конформери із значеннями кута χ, відсутніми в інших пуринових 2'-дезоксирибонуклеозидів, — діапазон кутів −48,0°≤χ≤−10,9°. Структурні особливості dXao можна пов'язати з його здатністю утворювати неправильні пари у складі дволанцюгової ДНК.

Приведены результаты полного квантово-химического конформационного анализа 2'-дезоксиксантозина (dXao) и 2'-дезоксиинозина (dIno) методом MP2/6–311++G(d,p)//DFT B3LYP/6–31G(d,p). На поверхности потенциальной энергии нуклеозидов обнаружено 103 и 100 локальных минимумов соответственно, отвечающих стойким конформерам. Исследованы их геометрические, энергетические и полярные характеристики. Определен ряд нетипичных характеристик dXao. В частности, установлено, что он имеет 33 syn-конформера со значениями угла χ, которые отсутствуют в других пуриновых 2'-дезоксирибонуклеозидах, — диапазон углов −48,0°≤χ≤−10,9°. Структурные особенности dXao можно связать с его способностью образовывать неправильные пары в составе двухцепочечной ДНК.

Comprehensive conformational analysis of 2'-deoxyxantosine (dXao) and 2'-deoxyinosine (dIno) has been performed at the MP2/6–311++G(d,p)//DFT B3LYP/6–31G(d,p) level of theory. It is established that the dXao energy landscape contains 103 local minima, which correspond to stable conformers, while dIno has 100 mentioned minima. Geometric, energetic, and polar properties of all conformers are investigated. Some untypical dXao properties are determined. In particular, dXao is found to contain 33 syn-conformers with unusual χ torsion values (−48,0°≤χ≤−10,9°). Presented discrepancies of dXao are possibly connected with its ability to form irregular pairs in double-stranded DNA.