A.T或GC基对是否具有增强的稳定性? 使用现象学分析和初始计算量化CH...O相互作用和二次相互作用对基对稳定性的影响
Jordan R Quinn1, Steven C Zimmerman, Janet E Del Bene
1Department of Chemistry, Roger Adams Laboratory, University of Illinois, 600 South Mathews Avenue, Urbana, Illinois 61801, USA.
氨酸-丁氨酸 (A.T) 基对由于CH...O相互作用而增强稳定性,约贡献2-2.5kcalmol-1. 这种相互作用也有利于胡格斯在AT基对中的沃森-克里克几何上.
科学领域:
- 生物化学 生物化学
- 计算化学的计算化学
- 分子生物学分子生物学
背景情况:
- DNA和RNA基配对是遗传信息存储和传输的基础.
- 对于理解核酸结构和功能来说,AT和GC基对的相对稳定性至关重要.
- 之前的研究主要集中在基对中的键相互作用.
研究的目的:
- 调查AT/U和GC基对是否与类似的结复合体相比表现出增强的稳定性.
- 量化特定相互作用 (如CH...O接触) 对基对稳定性的贡献.
- 探索AT基配对的几何偏好以及非正规相互作用的作用.
主要方法:
- 开发了一种基于经验的关系,将整体复杂稳定性 (-DeltaG度) 与组件相互作用相关联.
- 在MP2/6-31+G(d,p) 层面的员工初始计算.
- 使用双重突变循环方法.
- 研究了腺因与基和异酸的模型复合物.
主要成果:
- 现象学方法表明,额外的稳定性约. 2-2.5 kcal mol-1 对于 A.T 基对,由于 CH...O 群相互作用.
- 在A.T.中,Ab initio研究表明,大约在1900年之前,Hoogsteen几何学比Watson-Crick几何学更受青. 一个千卡的mol-1.
- 促使Hoogsteen偏爱的因素包括更短的CH...O接触,有利的二极管对齐和减少的排斥力.
结论:
- 亚特基对具有超越传统键的增强稳定性,归因于CH...O相互作用.
- 在AT基配对的几何偏好中,CH...O相互作用起着重要作用.
- 计算和经验发现支持由于非正规相互作用而提高了AT基对的稳定性.
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