Квантовохімічні розрахунки свідчать — прототропна таутомерія канонічних нуклеотидних основ має молекулярно-цвітеріонний характер. 2. Пурини

Abstract

Напівемпіричним квантовомеханічним методом AM1 в режимі оптимізації всіх структурних параметрів досліджено прототропну цвітеріонну таутомерію аденіну (Ade) і гуаніну (Gua) у вільному стані. Показано, що ця властивість канонічних нуклеотидних основ пуринового ряду має молекулярно-цвітеріонний характер. Визначено, що, на відміну від піримідинових основ, у пуринів енергетичні діапазони, в яких лежать молекулярнії цвітеріонні таутомери, перетинаються. При цьому енергетично найвигідніиіий таутомер-цвітеріон утворюється з основного молекулярного таутомерного стану шляхом міграції карбопротона, приєднаного до атома вуглецю С8, на сусідній ендоциклічний атом азоту N7 — його відносна енергія складає 17,06 і 14,50 ккал/моль для Ade і Gua відповідно.

Полуэмпирическим квантовохимическим методом AM1 в режиме оптимизации всех структурных параметров исследована прототропная цвиттерионная таутомерия аденина (Ade) и гуанина (Gua) в свободном состоянии. Показано, что это свойство канонических нуклеотидных оснований пуринового ряда имеет молекулярно-цвиттерионный характер. Определено, что, в отличие от пиримидиновых оснований, у пуринов энергетические диапазоны, в которых располагаются молекулярные и цвиттерионные таутомеры, перекрываются. При этом энергетически наиболее выгодный mayтомер-цвиттерион образуется из основного молекулярного таутомерного состояния вследствие миграции карбопротона, соединенного с атомом углерода С8, на соседний эндоциклический атом азота N7 – его относительная энергия составляет 17,06 и 14,50 ккал/моль для Ade и Gua соответственно.

The prototropic zwitterionic tautomerism of free adenine (Ade) and guanine ( Gua) was investigated by the semiempirical quantum-mechanical AMI method at the full optimization of structural parameters. This property ofpurine nucleotide bases was shown to be of molecular-zwitterionic features. Unlike pyrimidine bases, energetic intervals ofpurine molecular and zwitterionic tautomers are overlapped. Therewith zwitterionic tautomer with the most low energy is formed from molecular tautomeric ground state by the migration of the C8H carboproton to neighbour endocyclic N7 nitrogen atom, its relative energy being equal to 17,06 and 14,50 kcal/mol respectively for Ade and Gua.