Молекулярно-динамічне моделювання різних спіральних форм полірібоцітіділовой кислоти

Анотація

Залежно від кислотності середовища. При нейтральному рН polyrC приймає односпіральну форму, в кислому середовищі (рН 3.5 - 5.7) стає можливим утворення мультіцепочечних структур polyrC завдяки наявності полупротонірованних пар С + С, при рН <3.5 polyrC існує у вигляді невпорядкованого клубка. У літературі ведеться дискусія щодо спіральної форми polyrC в інтервалі рН 3.5 - 5.7. Є докази як на користь дуплексу, так і на користь четирехспіральної форми (i-мотиву). У зв'язку з цим, дослідження спіральних форм polyrC представляє особливий інтерес. У даній роботі проведено молекулярно-динамічне моделювання односпіральної форми polyrC r (C10), дуплексу [r (C10)] 2 і двох топологій 3'E і 5'E i-мотиву polyrC [r (C5)] 4. Отримано стабільні 5 нс траєкторії для 3'E і 5'E топологій четирехспіральної polyrC [r (C5)] 4. Водневі зв'язки між підставами в C + -C парах i-мотиву зберігалися протягом всієї траєкторії. У желобках i-мотиву були виявлені водневі зв'язку та водні містки, що з'єднують ланцюга, що відносяться до різних дуплекс. Характерні для i-мотиву СН --- Про водневі зв'язку в малих желобках були відсутні протягом більшої частини траєкторії. Досліджені нами моделі двухспіральної polyrC [r (C10)] 2 (helical rise = 3.11 Å, helical twist = 30 ° і helical rise = 3.11 Å, helical twist = 44 °) виявилися нестійкими і зруйнувалися в процесі моделювання. Якщо polyrC і існує у вигляді дуплексу, то його структура істотно відрізняється від вивчених моделей. Структура односпіральної polyrC r (C10) зазнала значних змін в процесі моделювання: середньоквадратичне відхилення щодо першого знімка траєкторії склало ~ 5 Å. Спостерігалося значне порушення стекінг підстав. Можливо, до цього призвело наявність великого числа внутрішньо молекулярних водневих зв'язків в структурі односпіральної polyrC в молекулярно-динамічної траєкторії. В процесі моделювання були зафіксовані переходи цукрів з C3'-endo в C2'-endo конформацию. У разі четирехспіральной polyrC велика частина цукрів залишилася в C3'-endo і C4'-exo конформаціях, а в разі односпіральной polyrC більшість цукрових залишків перейшли в нехарактерну для неї C2'-endo конформацию.