Молекулярный механизм спонтанных мутаций замещения, обусловленных таутомерией оснований: ПостХартри-Фоковское изучение редких пар оснований ДНК

• Published in: Biopolimery i kletka 2005-01, Vol.21 (1), p.70
• Main Authors: Данилов, В И, Говорун, Д Н, Курита, Н
• Format: Article
• Language: Russian
• ISSN: 0233-7657; 1993-6842
• DOI: 10.7124/bc.0006DF

Осуществлена газофазная градиентная оптимизация редких пар оснований ДНК, содержащих лактам-лактимные и амино-иминные таутомеры, с помощью метода Хартри-Фока (ХФ), теории функционала плотности (ТФП) и теории возмущений Моллера-Плессета второго порядка (МП2) в базисе 6-3lG(d, р). Показано, что полная оптимизация геометрии на уровне МП2 приводит к внутренне неплоской пропеллер-вращатель­ной и согнутой геометрии пар оснований G*-T и G-T*. Непло­скостность пар обусловлена пирамидализацией атомов азота аминогрупы, недооцениваемой методами ХФ и ТФП. Это оправдывает важность оптимизации геометрии на уровне МП2 для получения разумного предсказания распределения зарядов, молекулярных дипольных моментов и геометриче­ской структуры пар оснований. Сравнение энергий образования редких пар оснований демонстрирует энергетическую предпоч­тительность пар оснований G*-T и А-С* относительно пар G-T* и А*-С. Обнаружено, что величины энергий стабилизации пар оснований G-T* и А*-С, описывающие взаимодействие между мономерами, существенно больше аналогичных значе­ний пар оснований G*-T и А*-С соответственно. Используя анализ членов разложения для ХФ энергий молекулярного взаимодействия методами Морокумы-Китауры и сокращенно­ го вариационного пространства, найдено, что природа боль­шей стабильности пар оснований G-T* и А*-С по сравнению с парами G*-T и А-С* на 60–65 % обусловлена электростати­ческим взаимодействиями и на 35–40 % – поляризационными взаимодействиями и взаимодействиями с переносом заряда соответственно.