Сендвічоподібна самоасоціація цитозину та її прояви в оптичних спектрах

Abstract

З використанням багатоконфігураційної теорії самоузгодженого поля з оптимізацією геометрії в рамках гамільтоніана AM] проведено квантово-хімічне вивчення геометричних та оптичних характеристик сендвічоподібних комплексів цитозину. Аналіз довжин зв'язків, просторових кутів, частот коливальних та електронних спектрів у мономері, димері і тетрамері цитозину показує, що ці фізичні властивості молекул змінюються при комплексоутворенні. Зокрема, розрахунки демонструють високочастотний зсув валентних коливань ЯНг-групи, що узгоджується з експери­ментальними даними. Розподіл інтенсивностей смуг в електронних спектрах суттєво залежить від кількості молекул у комплексах цитозину. Обговорюється біофізична значущість отриманих результатів.

С использованием многоконфигурационной теории самосогла­сованного поля с оптимизацией геометрии в рамках гамиль­тониана AMI проведено квантово-химическое изучение гео­метрических и оптических характеристик стопочных комп­лексов цитозина. Анализ длин связей, пространственных уг­лов, частот колебательных и электронных спектров в моно­мере, димере и тетрамере цитозина свидетельствует о том, что эти физические свойства молекул изменяются при комплексообразовании. В частности, расчеты предсказали высоко­частотный сдвиг валентных колебаний МЩ-группы, что со­ гласуется с экспериментальными данными. Распределение интенсивностей полос в электронных спектрах зависит от количества молекул в комплексах цитозина. Обсуждается биофизическая значимость полученных результатов.

Geometrical and optical characteristics of cytosine stacking complexes have been studied by means of multi-configurational method in the frame of semiempirical Hamiltonian AM1 with full geometry optimization. An analysis of the bond lengths, spatial angles, vibration frequencies and electronic spectra in cytosine monomer, dimer and tetramer shows the changes in all aforementioned physical characteristics upon the complexing. The calculation predicts a high-frequency shift of the NH2-group valence vibrations. Intensity distribution of the electronic spectra bands of different cytosine complexes strongly depends on the number of molecules in the complex. A biophysical significance of the received results is discussed.