Гидратация метилпроизводных урацила и тимина: изучение методом Монте-Карло

Abstract

Проведенное моделирование показало, что при метилировании NH-групп урацила и тимина энергия взаимодействия основания с водой (Uwb) повышается. Обнаружено также, что повышение этой энергии наблюдается в 1-м и 3-м секторах. Эти выводы не подтверждают выдвинутое в литературе предположение о характере взаимодействия метилированных оснований с водой, согласно которому при метилировании NH-группы энергия UWb в этих секторах понижается за счет ван-дер-ваальсовых взаимодействий метильной группы с водой, чья энергия компенсирует повышение энергииUwb за счет разрыва Н-связи. Впервые обнаружено структурирование молекул воды вблизи гидрофобной группы при гидратации полярных молекул.

Проведене моделювання показало, що за метилювання NH-груп урацилу і тиміну енергія взаємодії основи з водою (Uwb) підвищується. Виявлено також, що підвищення цієї енергії спостерігається в 1-му і 3-му секторах. Ці висновки не підтверджують висунуте в літературі припущення щодо характеру взаємодії метильованих основ з водою, згідно з яким за метилювання NH-групи енергія Uwb у цих секторах знижується за рахунок ван-дер-ваальсових взаємодій метильної групи з водою, чия енергія компенсує підвищення енергії Uwb за рахунок розриву Н-зв’язку. Вперше виявлено структурування молекул води поблизу гідрофобної групи при гідратації полярних молекул.

The performed simulation has shown that under methylation of uractl and thymine NH-groups the interaction energy between base and water (Uwb) increases. It has also been detected that this energy increase is observed in the 1st and 3-rd sectors. These conclusions do not confirm the assumption made in literature about the character of interaction between methylated bases and water. According to this assumption, when the NH-group is methylated, the energy of UWb in this sector decreases at the expense of the van der Waals interactions between the methyl group and water, whose energy compensates the Uwb energy increase due to the break of the H-bond. Regulation of water molecules near hydrophobic group under the hydration of polar molecules is detected for the first time.