Biopolym. Cell. 1995; 11(3-4):29-34.
http://dx.doi.org/10.7124/bc.0003EA
Вплив протонування та депротонування на кислотно-лужні властивості пурину, піримідину та імідазолу
1Говорун Д. М., 1Кондратюк І. В., 1Желтовський М. В.
  1. Інститут молекулярної біології і генетики НАН України
    Вул. Академіка Заболотного, 150, Київ, Україна, 03680

Abstract

Напівемпіричним квантов о хімічним методом AMI в режимі оптимізацй всіх структур­них параметрів з нормою градієнта < 0,01 розраховано енергії протонування та депротонування електрично нейтральної, протонованих (катіонних) і депротонованих (аніон­них) форм пурину (Pur), піримідину (Рут) та імідазолу (Іт) у вільному стані, а та­кож заряди на атомах для всіх цих форм. Встановлено, що зміна зарядового стану молекули шляхом протонування чи депротонування радикально змінює її кислотно- лужні властивості. Так, протонування Риг, Руг та Im, зводячи нанівець їхні лужні властивості, значно підвищує кислотні; відрив будь-якого протона пригнічує прак­тично до нуля кислотні властивості, значно підсилюючи лужні. При цьому нацкислішою є іміногрупа, утворена приєднаним протоном, а найпротофільнішим – той атом, від якого відірвано протон. На основі отриманих результатів зроблено практично важ­ливий висновок: взаємопідсилення двох міжмолекулярних водневих зв'язків має місце в тому і лише в. тому випадку, коли основа виступає одночасно донором і акцептором цих зв'язків. В інших випадках відбувається їхнє взаємне ослаблення. В світлі отри­маних результатів по взаємовпливу (кооперативності) міжмолекулярних Н-зв'язків обговорюються квантов о хімічні засади самоасоціації Іт та Руг шляхом водневого зв'язування, а також уточнюються деталі фізико-хімічного механізму каталітичної ак­тивності серин-гістидинових естераз, зокрема хімотрипсину
Повний текст: (PDF, українською)

References

[1] Bruskov VI. Model systems protein-nucleic acid recognition: Author. dis. ... Dr. biol. Sciences. Moscow, Moscow State University, 1990; 38 p.
[2] Hélène C, Lancelot G. Interactions between functional groups in protein-nucleic acid associations. Prog Biophys Mol Biol. 1982;39(1):1-68.
[3] Poltev VI, Bruskov VI, Shuliupina NV, Rein R, Shibata M, Ornstein R, Miller J. Genotoxic modification of nucleic acid bases and biological consequences of it. Review and prospects of experimental and computational investigations. Mol Biol (Mosk). 1993;27(4):734-57.
[4] Zheltovsky NV, Samoilenko SA, Kolomiets IN, Kondratyuk IV, Gubaidullin MI. Some structural aspects of protein-nucleic acid recognition point mechanisms involving amino acid carboxylic groups. J Mol Struct. 1989;214:15–26.
[5] Raevskii OA. The structure and properties of complexes simulating molecular recognition. Russ Chem Rev. 1990;59(3):219-33. 10.1070/RC1990v059n03ABEH003521
[6] Vilkov LV, Pectin YA Physical Methods in Chemistry. Structural methods and optical spectroscopy. M. : Vyssh. shkola, 1987. 367 p.
[7] Mishchuk YaR. Study of physical and chemical nature of the elementary acts of protein-nucleic acid and nucleic-nucleic acid recognition in low-model systems: Author. Thesis. ... Kand biol nauk. Kyiv: IMBG NAS Ukraine, 1993 21 p.
[8] Govorun DM, Kondratyuk IV, Zheltovsky NV. Acidic-basic properties of molecular xanthine and its complex formation ability. Biopolym Cell. 1994; 10(6):61-4.
[9] Govorun DM, Kondratyuk IV, Zheltovsky NV. Acidic-basic properties of molecular hypoxanthine in vacuum. Biopolym Cell. 1995; 11(1):36-9.
[10] Denisov GS, Kuzina LA. Non-additive properties of hydrogen bonds in the complexes of complex composition. Mol. spectroscopy. L. : Izd-vo LGU, 1990; Iss 8-S. 127-160.
[11] Pullman B, Pullman A. Quantum biochemistry. Interscience Publishers. N. Y., 1963; 867 p.
[12] Kopteva TS, Shigorin DN The nature of the intramolecular hydrogen bond with the molecules of n-electrons and and its impact on their vibrational spectra. Zh fiz khim. 1974; 48(3): 532-6.
[13] Saenger W. Principles of nucleic acid structure. New York: Springer, 1984; 556 p.
[14] Romm IP, Guryanova EN pπ-Conjugation in Aromatic Compounds of Group V and VI Elements. Russ Chem Rev. 1986. 55(2):83-98.
[15] Shorygin P, Burstein KYa. Pairing and periodic system of elements. Russ Chem Rev. 1991; 60(1):1—24.
[16] Vereshchagin AN. Inductive effect. M: Nauka, 1987; 326 p.
[17] Litvinenko LM, Dadali VA. Some physico-chemical aspects of the interaction and communication of the imidazole of enzymatic catalysis. Mechanisms org. and intermolecular reactions. interaction. Kiev: Naukova Dumka, 1979:3-32.
[18] Govorun DM, Kondratyuk IV, Zheltovsky NV. Acidic-basic properties of pyrimidine, imidazole and purine in vacuum: calculation by AMI method. Biopolym. Cell. 1995; 11(5):21-23.