К вопросу о таутомерии оснований нуклеиновых кислот

Abstract

Полу эмпирическим квантовохимическим методом MNDO/H при полной оптимизации всех струк­турных параметров исследована прототропная таутомерия основании нуклеиновых кислот. Использование метода MNDO/H в подобных исследованиях вполне оправданно, так как получен­ные расчетные данные хорошо согласуются с экспериментальными. Кроме «классических» кето- аминных таутомерных форм оснований, в газовой фазе существует вероятность реализации редких енольных или иминных форм в изолированном состоянии и в составе пары. Например, енольный таутомер гуанина оказался на. 7,2 ккал/моль предпочтительнее кето-аминной формы, а O(4) енольный таутомер тимина на 0,6 ккал/моль менее предпочтителен, чем дикетоформа. Из анализа протон-акцепторной способности азотистых оснований авторы сделали вывод о том, что для. молекул азотистых оснований преобладает термодинамический контроль протонирования нуклеофильных центров, каковыми являются атомы O(2) цитозина, O(4) тимина, N(1), N(3) аденина, N(7) гуанина.

Протатропиу таутомерію основ нуклеїнових кислот дослід­жено напівемпіричним квантовохімінним, методом MNDO/H при повній, оптимізації усіх структурних параметрів. Викори­стання методу MNDO/H у таких дослідженнях с доцільним, оскільки отримані розрахункові дані добре узгоджуються, з експериментальними. Поряд з «класичними» кето-амінними таутомерними формами основ у газовій фазі існує віро­гідність реалізації рідких снольних або імінних таутомерних форм як у ізольованому стані, так і у складі пари. Наприклад, спальний таутомер гуаніну виявився на 7,2 ккал/моль ви­гіднішим, ніж кето-амінна форма, а О(4) спальний таутомер тиміну на 0,6 ккал/моль поступається дикетоформі. Грунту­ючись на результатах аналізу протоно-ащепторної здат­ності азотистих основ, автори дійшли висновку, шр для останніх переважає термодинамічний контроль протонування нуклеофільних центрів, якими є атоми О(2) цитозину, О(4) тиміну, N( 1), N(3) аденіну та N(7) гуаніну.

The tautomerism of nucleic acids bases was investigated by semi-empirical method MNDO/H with optimization of all structural parameters. Utilization of MNDO method in similar investigations is fully justified, since the obtained calculated data are in good agreement with the experimental ones. Besides «classical» keto-amine tautomcric forms of the bases, there is the possibility of realization of isolated and paired liquid enole or imine forms in gaseous phase. Enole tautomer of guanine, for example, appeared 7.2 kcal/mol more preferable that keto-amine form, and O(4) enole tautomer of thy mine is 0.6 kcal/mol more preferable than dike-toform. The conclusion was drawn on the bases of proton-acceptor ability of nitrous bases that for the molecules of nitrous bases there is t/ie preference of thermodynamic control over the protonation of nucteophilic centres represented by O(2) cytozine, O(4) thymine, N(l), N(3) adenine and N(7) guanine