Biopolym. Cell. 2002; 18(2):174-176.
Краткие сообщения
Регуляция прототропной таутомерии оснований ДНК протонированием: результаты квантово-химического исследования
1Потягайло А. Л., 1Говорун Д. Н.
  1. Институт молекулярной биологии и генетики НАН Украины
    ул. Академика Заболотного, 150, Киев, Украина, 03680

Abstract

Полуэмпирическими квантово-химическими расчетами (AMI) впервые установлено, что одноразовое протонирование оснований ДНК, не мешающее их Уотсон-Криковскому спарива­нию, существенно изменяет в ту или иную сторону (в зависимости от его места) прототропное таутомерное рав­новесие последних. Так, протонирование атомов N3 Ade, О6 N7 Gua, О2 Cyt и О4 Thy стабилизирует каноническую таутомерную форму; высокоэнергетические неканонические таутомеры – иминный Ade и енольные Gua и Thy – стабили­зируются протонированием атомов N7 Ade, N3 Gua и О2 Thy. Высказано предположение, что стабилизация канонических таутомеров оснований ДНК адресным протонированием боко­выми остатками лизина, аргинина и гистидина используется ДНК-полимеразой для минимизации спонтанных ошибок биосинтеза ДНК, вызванных прототропной таутомерией основа­ний, на стадии, предшествующей их спариванию в центре узнавания правильных пар полимеразы.

References

[1] Kraevsky AA, Kukhanova MK. DNA replication in eukaryotes. M .: VINITI, (Itogi nauki i tekhniki. Ser. Molekulyar. biologiya; vol. 22) 1986: 5-164.
[2] Goodman MF. DNA models. Mutations caught in the act. Nature. 1995;378(6554):237-8.
[3] Poltev VI, Shuliupina NV, Bruskov VI. Molecular mechanisms of nucleic acid biosynthesis validity. Comparison of results of computer modeling with experimental data. Mol Biol (Mosk). 1998;32(2):268-76.
[4] Vo?tiuk AA, Blizniuk AA. Effect of protonation of nucleic acid bases on the energy of formation of the Watson-Crick pairs. Mol Biol (Mosk). 1988;22(4):1080-6.
[5] Hovorun DM. The prototropic tautomerism of nitrogen bases: a new insight into the old problem. Biopolym Cell. 1997; 13(3):191-6.
[6] Hovorun DM, Kondratyuk IV. Gas-phase acid-alkaline properties of canonical nucleotide bases. Dopovidi Nats Akad Nauk Ukrainy. 1998; (1):207-12.