Повний конформаційний аналіз низькомолекулярної електронейтральної моделі цукрово-фосфатного ланцюга ДНК

Abstract

Вперше квантово-механічним методом на рівні теорії MP2/6–311++G(2df,pd)//DFT B3LYP/6–31G(d,p) проведено вичерпний конформаційний аналіз низькомолекулярної сполуки, що моделює електронейтральний цукрово-фосфатний кістяк ДНК. Встановлено, що із усіх 14495 можливих конформерів лише 107 є твірними цукрово-фосфатного кістяка A-подібних форм ДНК. Не виявлено модельних A-подібних форм ДНК з нативними значеннями торсійних кутів. Зафіксовано 62 твірних конформера цукрово-фосфатного кістяка B-подібних форм ДНК, 11 з яких мають ідентичний до природного набір номенклатурних торсійних кутів α, β, γ, δ, ε та ζ. Виявлено 803 твірні конформери цукрово-фосфатного кістяка P-подібних форм ДНК з цукрами C2'-endo та C3'-endo. Решта 1160 структур мають широкий спектр конформацій цукрів, найчисленнішими серед яких є C1'-exo та C2'-exo.

The complete conformation analysis of a low-molecular compound which simulates the electroneutral sugar-phosphate frame of DNA is performed by a quantum-mechanical method at the MP2/6–311++G(2df,pd)//DFT B3LYP/6–31G(d,p) level of the theory. It is shown that only 107 from all 14495 possible conformers can be formative for the sugar-phosphate frame of A-like DNA forms. No modeled DNA A-forms with native values of torsion angles were registered. 62 formative conformers of sugar-phosphate frame of B- like DNA forms are found, and 11 of them have a set of nomenclatural torsion angles α, β, γ, δ, ε, and ζ, which are identical to natural ones. The 803 formative conformers of sugar-phosphate frame of P-like DNA forms with sugars C2'-endo and C3'-endo were determined. Other 1160 remaining compounds have a wide spectrum of sugar's conformations among which the most numerous are C1'-exo and C2'-exo.