Скільки конформерів має молекула метилдигідрофосфату? Детальне квантово-механічне дослідження
Ключові слова:
конформаційний аналіз, фосфатна група, ДНК, ab initio розрахунки, базисний набір
Анотація
Методами обчислювальної квантової механіки одержано і охарактеризовано усі стійкі конформери молекули метилдигідрофосфату (МДФ) — моделі фосфатної групи нуклеотидів, структурних ланок нуклеїнових кислот. Виявлено 4 пари дзеркально-симетричних конформерів молекули МДФ, відносні енергії Гіббса яких у газовій фазі лежать у межах 0,0 ÷ 1,3 ккал/моль.Проаналізовано вплив базисного набору на значення електронних енергій, одержуваних методом теорії збурень Моллера-Плессета 2-го порядку і показано важливість включення у базисний набір функцій, що описують високі орбітальні моменти. Виявлено подібність п’яти із восьми конформації ізольованої молекули МДФ до конформацій фосфатної групи A,B і Z форм ДНК.
Завантаження
##plugins.generic.usageStats.noStats##
Посилання
1. Л. А. Булавін, Т. Ю. Ніколаєнко, Д. М. Говорун. Структурна нежорсткість молекули ортофосфорної кислоти: неемпіричне квантово-механічне дослідження // Доповіді НАН України. — 2009, №10. — С. 80 – 87.
2. George L., Sankaran K., Viswanathan K. S., Mathews C. K. Matrix-Isolation Infrared Spectroscopy of Organic Phosphates // Applied Spectroscopy. — 1994, Vol. 48. — P. 7–12.
3. Sundararajan K., Sankaran K. Conformations of Dimethylhydrogen Phosphonate (DMHP): A Matrix Isolation Infrared and ab Initio Study // J. Phys. Chem. A. — 2008, Vol. 112. — P. 5917—5924.
4. Van Wazer J. R., Ewig C. S. Ab Initio Structures of Phosphorus Acids and Esters. 2. Methyl Phosphinate, Dimethyl Phosphonate, and Trimethyl Phosphate // J. Am. Chem. Soc. — 1986, Vol. 108. — P. 4354—4360.
5. Reva I., Simao A., Fausto R. Conformational properties of trimethyl phosphate monomer // Chemical Physics Letters. — 2005, Vol. 406. — P. 126–136.
6. George L., Viswanathan K. S., Singh S. Ab Initio Study of Trimethyl Phosphate: Conformational Analysis, Dipole Moments, Vibrational Frequencies, and Barriers for Conformer Interconversion // J. Phys. Chem. A. — 1997, Vol. 101. — P. 2459—2464.
7. Hu Ch.-H., Brinck T. Theoretical Studies of the Hydrolysis of the Methyl Phosphate Anion // J. Phys. Chem. A. — 1999, Vol. 103. — P. 5379—5386.
8. Vijay D., Sastry G. N. Peculiar basis set dependence of the energetics of C2S2H2 isomers. In search of adequate and affordable basis set for routine calculations // Journal of Molecular Structure: THEOCHEM. — 2005, Vol. 732. — P. 71—78.
9. Timoshkin A., Frenking G. Relative energies of the C2H2S2 isomers 1,2-dithiete and dithioglyoxal: Peculiar basis set dependencies of density functional theory and ab initio methods // Journal of Chemical Physics. — 2000, Vol. 113. — P. 8430 — 8433.
10. Зенгер В. Принципы структурной организации нуклеиновых кислот. – Москва: Мир, 1987. – 584 с.
11. Foloppe N., MacKerell A. D. Ab initio Conformational Analysis of Nucleic Acid Components: Intrinsic Energetic Contributions to Nucleic Acid Structure and Dynamics // Biopolymers. — 2002, Vol. 61. — P. 61 – 76.
12. Berman H. Crystal studies of B-DNA: The answers and the questions. // Biopolymers. — 1997, Vol. 44, Issue 1. — P. 23 – 44.
13. Schneide B., Neidle St., Berman H. M. Conformations of the Sugar–Phosphate Backbone in Helical DNA Crystal Structures // Biopolymers. — 1997, Vol. 42. — P. 113–124.
14. Svozil D., Kalina J., Omelka M., Schneider B. DNA conformations and their sequence preferences // Nucleic Acids Research. — 2008, Vol. 36, No. 11. — P. 3690–3706.
15. Gessner R. V., Frederick C. A., Quigley G. J., Rich A., Wang A. H.-J.. The Molecular Structure oft he Left-handed Z-DNA Double Helix at 1.0-A Atomic Resolution //The Journal of Biological Chemistry. — 1989, Vol. 264, No. 14. — P. 7921—7935.
2. George L., Sankaran K., Viswanathan K. S., Mathews C. K. Matrix-Isolation Infrared Spectroscopy of Organic Phosphates // Applied Spectroscopy. — 1994, Vol. 48. — P. 7–12.
3. Sundararajan K., Sankaran K. Conformations of Dimethylhydrogen Phosphonate (DMHP): A Matrix Isolation Infrared and ab Initio Study // J. Phys. Chem. A. — 2008, Vol. 112. — P. 5917—5924.
4. Van Wazer J. R., Ewig C. S. Ab Initio Structures of Phosphorus Acids and Esters. 2. Methyl Phosphinate, Dimethyl Phosphonate, and Trimethyl Phosphate // J. Am. Chem. Soc. — 1986, Vol. 108. — P. 4354—4360.
5. Reva I., Simao A., Fausto R. Conformational properties of trimethyl phosphate monomer // Chemical Physics Letters. — 2005, Vol. 406. — P. 126–136.
6. George L., Viswanathan K. S., Singh S. Ab Initio Study of Trimethyl Phosphate: Conformational Analysis, Dipole Moments, Vibrational Frequencies, and Barriers for Conformer Interconversion // J. Phys. Chem. A. — 1997, Vol. 101. — P. 2459—2464.
7. Hu Ch.-H., Brinck T. Theoretical Studies of the Hydrolysis of the Methyl Phosphate Anion // J. Phys. Chem. A. — 1999, Vol. 103. — P. 5379—5386.
8. Vijay D., Sastry G. N. Peculiar basis set dependence of the energetics of C2S2H2 isomers. In search of adequate and affordable basis set for routine calculations // Journal of Molecular Structure: THEOCHEM. — 2005, Vol. 732. — P. 71—78.
9. Timoshkin A., Frenking G. Relative energies of the C2H2S2 isomers 1,2-dithiete and dithioglyoxal: Peculiar basis set dependencies of density functional theory and ab initio methods // Journal of Chemical Physics. — 2000, Vol. 113. — P. 8430 — 8433.
10. Зенгер В. Принципы структурной организации нуклеиновых кислот. – Москва: Мир, 1987. – 584 с.
11. Foloppe N., MacKerell A. D. Ab initio Conformational Analysis of Nucleic Acid Components: Intrinsic Energetic Contributions to Nucleic Acid Structure and Dynamics // Biopolymers. — 2002, Vol. 61. — P. 61 – 76.
12. Berman H. Crystal studies of B-DNA: The answers and the questions. // Biopolymers. — 1997, Vol. 44, Issue 1. — P. 23 – 44.
13. Schneide B., Neidle St., Berman H. M. Conformations of the Sugar–Phosphate Backbone in Helical DNA Crystal Structures // Biopolymers. — 1997, Vol. 42. — P. 113–124.
14. Svozil D., Kalina J., Omelka M., Schneider B. DNA conformations and their sequence preferences // Nucleic Acids Research. — 2008, Vol. 36, No. 11. — P. 3690–3706.
15. Gessner R. V., Frederick C. A., Quigley G. J., Rich A., Wang A. H.-J.. The Molecular Structure oft he Left-handed Z-DNA Double Helix at 1.0-A Atomic Resolution //The Journal of Biological Chemistry. — 1989, Vol. 264, No. 14. — P. 7921—7935.
Цитовано
Як цитувати
Nikolaienko, T. Y., Bulavin, L. A., & Hovorun, D. M. (1). Скільки конформерів має молекула метилдигідрофосфату? Детальне квантово-механічне дослідження. Біофізичний вісник, 2(25). вилучено із https://periodicals.karazin.ua/biophysvisnyk/article/view/2726
Розділ
Молекулярна біофізика
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
