Наукові публікації університету

A QM/QTAIM detailed look at the Watson–Crick↔wobble tautomeric transformations of the 2-aminopurine·pyrimidine mispairs

This work is devoted to the careful QM/QTAIM analysis of the evolution of the basic physico-chemical parameters along the intrinsic reaction coordinate (IRC) of the biologically important 2AP·T(WC)↔2AP·T*(w) and 2AP·C*(WC)↔2AP·C(w) Watson–Crick(WC)↔wobble(w) tautomeric transformations obtained at each point of the IRC using original authors’ methodology. Established profiles reflect the high similarity between the courses of these processes. Basing on the scrupulous analysis of the profiles of their geometric and electron-topological parameters, it was established that the dipole-active WC↔w tautomerizations of the Watson–Crick-like 2AP·T(WC)/2AP·C*(WC) mispairs, stabilized by the two classical N3H⋯N1, N2H⋯O2 and one weak C6H⋯O4/N4 H-bonds, into the wobble 2AP·T*(w)/2AP·C(w) base pairs, respectively, joined by the two classical N2H⋯N3 and O4/N4H⋯N1 H-bonds, proceed via the concerted stepwise mechanism through the sequential intrapair proton transfer and subsequent large-scale shifting of the bases relative each other, through the planar, highly stable, zwitterionic transition states stabilized by the participation of the four H-bonds – N1+H⋯O4–/N4–, N1+H⋯N3–, N2+H⋯N3–, and N2+H⋯O2–. Moreover, it was found out that the 2AP·T(WC)↔2AP·T*(w)/2AP·C*(WC)↔2AP·C(w) tautomerization reactions occur non-dissociatively and are accompanied by the consequent replacement of the 10 unique patterns of the specific intermolecular interactions along the IRC. Obtained data are of paramount importance in view of their possible application for the control and management of the proton transfer, e.g. by external electric or laser fields.

ID: 200512
Кількість показів: 150
дата змінення: 28.10.2018 22:03:23
Ким змінено (ім'я): (ivt3) Іван Войтешенко
Вид роботи:  Наукова публікація
Тип роботи:  Наукова стаття
Кількість сторінок:  17
Рік видання:  2018
Звітний рік:  2018
Видання:  Journal of Biomolecular Structure and Dynamics
Том:  36
Випуск, частина:  7
Номери сторінок:  1649-1665
Галузь науки:  Молекулярна біологія
Автори,співробітники Університету:  Броварець Ольга Олександрівна / Войтешенко Іван Сергійович / Говорун Дмитро Миколайович
Автори зовнішні:  Pérez-Sánchez Horacio
Кількість недоданих авторів:  0
Кафедра / Відділ:  Кафедра молекулярної біології, біотехнології та біоінформатики / НДЛ Хіміко-біологічні методи дослідження матеріалів
№ теми: 
Посилання на статтю (посилання на рецензію в журналі (для монографій):  http://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1080/07391102.2017.1331864?journalCode=tbsd20
Ключові слова:  2-aminopurine, tautomerism, mutagenicity, induced point mutation, incorporation and replication error, proton transfer, Watson–Crick↔wobble transition, profiles of the parameters along the IRC, CH⋯O/N H-bond, QM calculations, B3LYP and MP2, QTAIM analysis
Опубліковано за рішенням Вченої ради:  ні
Інститут/Факультет:  Інститут високих технологій

Повернення до списку

Вгору