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.
Завантаження
Посилання
2. Arnott S., Chandrasekaran R., Leslie A.G. // J. Mol. Biol. 1976. V.106. P.735-748.
3. Borah B., Wood J.L. // J. Mol. Struct. 1976. V.30. P.13-30.
4. Hartman K.A., Rich A. // J. Am. Chem. Soc. 1965. V.87. P.2033-2039.
5. Langridge R., Rich A. // Nature. 1963. V.198. P.725-728.
6. Snoussi K., Nonin-Lecomte S., Leroy J.-L. // J. Mol. Biol. 2001. V.309. P.139-153.
7. Gehring K., Leroy J.-L., Gueron M. // Nature. 1993. V.363. P.561-564.
8. Manzini G., Yathindra N., Xodo L.E. // Nucl. Acids Res. 1994. V.22. P.4634-4640.
9. Kang C.H., Berger I., Lockshin C., Ratliff R., Moyzis R., Rich A. // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1995. V.92. P.3874-3878.
10. Lacroix L., Mergny J.-L., Leroy J.-L., Helene C. // Biochemistry. 1996 V.35. P.8715-8722.
11. Gueron M., Leroy J.-L. // Curr. Opin. Struct. Biol. 2000. V.10. P.326-331.
12. Cai L., Chen L., Raghavan S., Ratliff R., Moyzis R., Rich A. // Nucl. Acids Res. 1998. V.26. P.4696-4705.
13. Kanaori K., Shibayama N., Gohda K., Tajma K., Makino K. // Nucl. Acids Res. 2001. V.29. P.831-840.
14. Sponer J., Leszczynski J., Vetterl V., Hobza P. // J. Biomol. Struct. Dyn. 1996. V.13. P.695-706.
15. Berger I., Egli M., Rich A. // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1996. V.93. P.12116-12121.
16. Leroy J.-L., Snoussi K., Gueron M. // Magn. Reson. Chem. 2001. V.39. P.171-176.
17. Spackova N., Berger I., Egli M., Sponer J. // J. Am. Chem. Soc. 1998. V.120. P.6147–6151.
18. Gallego J., Golden E., Stanley D., Reid B. // J. Mol. Biol. 1999. V.285 P.1039-1052.
19. Malliavin T.E.; Gau, J.; Snoussi, K.; Leroy, J.-L. Biophys J 2003, 84, 3838-3847.
20. Mergny J.-L., Lacroix L., Han X., Leroy J.-L., Helene C. // J. Am. Chem. Soc. 1995. V.117. P.8887–8898.
21. Lacroix L., Mergny J.-L. // Arch. Of Biochem. and Biophys. 2000. V.381. P.153-163.
22. Krishnan-Ghosh Y., Stephens E., Balasubramanian S. // Chem. Commun. 2005. P.5278-5280.
23. Sharma N.K., Ganesh K.N. // Chem. Commun. 2005. P.4330-4332.
24. Kumar N., Nielsen J.T., Maiti S., Petersen M. // Angew. Chem. Int. Ed. 2007. V.46. P.9220-9222.
25. Modi S., Wani A.H., Krishnan Y. // Nucl. Acids Res. 2006. V.34. P.4354-4363.
26. Chakraborty S., Modi S., Krishnan Y. // Chem. Commun. 2008. P.70-72.
27. Chakraborty S., Krishnan Y. // Biochimie. 2008. V.90. P.1088-1095.
28. Maleev V., Semenov M., Kashpur V., Bolbukh T., Shestopalova A., Anishchenko D. // J. Mol. Struct. 2002. V.605. P.51-61.
29. Petrovic A.G., Polavarapu P.L. // J. Phys. Chem. B. 2006. V.110. P.22826-22833.
30. Cohen B., Larson M.H., Kohler B. // Chem. Phys. 2008. V.350. P.165-174.
31. Frisch M.J., Trucks G.W., Schlegel H.B., Scuseria G.E., Robb M.A., Cheeseman J.R., Montgomery J.A. Jr., Vreven T., Kudin K.N., Burant J.C., Millam J.M., Iyengar S.S., Tomasi J., Barone V., Mennucci B., Cossi M., Scalmani G., Rega N., Petersson G.A., Nakatsuji H., Hada M., Ehara M., Toyota K., Fukuda R., Hasegawa J., Ishida M., Nakajima T., Honda Y., Kitao O., Nakai H., Klene M., Li X., Knox J.E., Hratchian H.P., Cross J.B., Adamo C., Jaramillo J., Gomperts R., Stratmann R.E., Yazyev O., Austin A.J., Cammi R., Pomelli C., Ochterski J.W., Ayala P.Y., Morokuma K., Voth G.A., Salvador P., Dannenberg J.J., Zakrzewski V.G., Dapprich S., Daniels A.D., Strain M.C., Farkas O., Malick D.K., Rabuck A.D., Raghavachari K., Foresman J.B., Ortiz J.V., Cui Q., Baboul A.G., Clifford S., Cioslowski J., Stefanov B.B., Liu G., Liashenko A., Piskorz P., Komaromi I., Martin R.L., Fox D.J., Keith T., Al-Laham M.A., Peng C.Y., Nanayakkara A., Challacombe M., Gill P.M.W., Johnson B., Chen W., Wong M.W., Gonzalez C., Pople J.A. GAUSSIAN-03, Revision A.1. Gaussian Inc. Pittsburgh. PA. 2003.
32. Cornell W.D., Cieplak P., Bayly C.I., Gould I.R., Merz K.M. Jr., Ferguson D.M., Spellmeyer D.C., Fox T., Caldwell J.W., Kollman P.A. // J. Am. Chem. Soc. 1995. V.117. P.5179-5197.
33. Cieplak P., Cornell W.D., Bayly C., Kollman P.A. // J. Comput. Chem. 1995. V.16. P.1357-1377.
34. Wang J., Cieplak P., Kollman P.A. // J. Comput. Chem. 2000. V.21 P.1049-1074.
35. Dupradeau F.-Y., Pigache A., Zaffran T., Cieplak P. R.E.D. Version 2.0 User's Manual and Tutorial. Universite' de Picardie Jules Verne. Amiens. France. 2005.
36. Schmidt M.W., Baldridge K.K., Boatz J.A., Elbert S.T., Gordon M.S., Jensen J.H., Koseki S., Matsunaga N., Nguyen K.A., Su S.J., Windus T.L., Dupuis M., Montgomery J.A. // J. Comput. Chem. 1993. V.14. P.1347-1363.
37. Case D.A., Darden T.A., Cheatham T.E. III, Simmerling C.L., Wang J., Duke R.E., Luo R., Merz K.M., Wang B., Pearlman D.A., Crowley M., Brozell S., Tsui V., Gohlke H., Mongan J., Hornak V., Cui G., Beroza P., Schafmeister C., Caldwell J.W., Ross W.S., Kollman P.A. AMBER 8. University of California. San Francisco. CA. 2004.
38. Tsui V., Case D.A. // Biopolymers (Nucl. Acid Sci.). 2000. V.56 P.275-291.
39. Draper D.E., Misra V.K. // Nat. Struct. Biol. 1998. V.5. P.927-930.
40. Draper D.E. // Biophys. J. 2008. V.95. P.5489-5495
41. Jorgensen W.L., Chandrasekhar J., Madura J., Klein M.L. // J. Chem. Phys. 1983. V.79 P.926-935.
42. Darden T., York D., Pedersen L. // J. Chem. Phys. 1993. V.98, P.10089-10092.
43. Izaguirre J.A., Catarello D.P., Wozniak J.M., Skeel R.D. // J. Chem. Phys. 2001. V.114 P.2090-2098.
44. Lu X.-J., Olson W.K. // Nucl. Acids Res. 2003. V.31. P.5108-5121.
45. Humphrey W., Dalke A., Schulten K. // J. Mol. Graphics. 1996. V.14 P.33-38.
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).
