ВКЛАД ГИДРАТАЦИИ И ТАУТОМЕРНЫХ ПРЕВРАЩЕНИЙ В ВОЗНИКНОВЕНИЕ ИНДУЦИРОВАННЫХ 8-ОКСОГУАНИНОМ ОШИБОК БИОСИНТЕЗА ДНК. КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ
Гонзалес Э., Теплухин А. В., Полтев В. И.
*Институт теоретической и экспериментальной биофизики РАН, 142292 Пущино; **Факультет физ.-мат. наук Автономного университета Пуэбла, Пуэбла, Мексика; ***Институт математических проблем биологии РАН, 142292 Пущино
8-оксогуанин (OG) является
одним из наиболее важных продуктов повреждения ДНК и ее компонентов
под влиянием ряда генотоксических факторов. Основная часть обширного
экспериментального материала о мутагенных последствиях образования
OG может быть объяснена имеющимися данными о молекулярной структуре
и межмолекулярных взаимодействиях OG. В частности, преимущественное
существование нуклеотидов и нуклеозидов OG в син-конформации
объясняет возникновение индуцированных OG трансверсий. Однако
многие детали биологического действия OG и свойств фрагментов
ДНК, содержащих OG, требуют более детального исследования атомно-молекулярной
структуры OG и его окружения. В частности, до сих пор не была
исследована гидратная оболочка OG и содержащих его фрагментов
ДНК, а также возможная биологическая роль таутомерных превращений
OG и влияние гидратации на таутомерное равновесие OG. Последнее
особенно важно, поскольку именно взаимодействие с гидратной оболочкой
обеспечивает преимущественное существование гуанина в "нормальной",
кето-аминной форме. Этот доклад посвящен описанию результатов
изучения гидратации OG (и пар оснований, содержащих OG) в разных
таутомерных формах методом Монте-Карло. Показано существенное
изменение энергии модельных систем и структуры гидратной оболочки
оснований и пар при переходе от гуанина к OG. Результаты моделирования
показали, что гидратация "нормальной" дикетоформы OG
более энергетически благоприятна, чем его енольных форм.
Это позволяет предположить, что субстратные и матричные свойства
OG при биосинтезе ДНК, а также свойства OG-содержащих дуплексов
ДНК, определяются свойствами дикетотаутомера.