Исследование структуры и спектров оснований нуклеиновых кислот в разных фазовых состояниях методами молекулярного моделирования
Спектроструктурные исследования оснований нуклеиновых кислот принципиально важны для биохимии; их актуальность обусловлена, например, практическими задачами фармакологии и проблемами мутаций в процессе репликации ДНК, к которым может приводить образование редких таутомерных форм молекул.
Исследован механизм процесса переноса протона в молекуле имидазола.
Проведен расчёт и анализ силовых полей, плоских колебаний и относительных интенсивностей спектров РКР N1Н- и N3Н-таутомеров имидазола, катиона имидазолия и их модельных структур. Полученные результаты, а также вычисленное значение параметра таутомерного равновесия для изолированного состояния имидазола, соответствуют механизму внутримолекулярного переноса протона.
Проведен расчёт и теоретический анализ электронно-колебательных спектров имидазола (I) и промежуточной молекулярной структуры (II) при внутримолекулярном процессе переноса атома водорода N1H (I) ? N3H (III). Показано, что если перенос атома водорода в молекуле имидазола происходит по внутримолекулярному механизму, то в электронном спектре должна появиться вторая полоса поглощения, близкая к полосе поглощения имидазола; ее максимум смещён в длинноволновую область, а интенсивность должна значительно превышать интенсивность полосы поглощения имидазола. Колебательная структура спектра поглощения переходной структуры II отличается от колебательной структуры имидазола, главным образом, появлением очень сильной по интенсивности полосы поглощения в области 1420 обр. см. Эти отличия показывают возможность идентификации внутримолекулярного механизма переноса протона в имидазоле с образованием промежуточной структуры II, т.е. как I ? II ? III, методами электронно-колебательной спектроскопии и актуальность целенаправленной постановки соответствующего эксперимента.
Сравнение структурно-динамических моделей имидазола и аденина показывает, что присоединение заместителя (в данном случае пиримидинового кольца) к имидазолу в несколько раз уменьшает изменения длин связей и углов в имидазольном кольце аденина при возбуждении, что, в свою очередь, снижает возможность обнаружения внутримолекулярного механизма переноса протона в аденине.
См. также: Результаты 2007 г