СКРЫТЫЙ ПОЛИМОРФИЗМ Н-СВЯЗЫВАНИЯ АЗОТИСТЫХ ОСНОВАНИЙ В СТРУКТУРЕ НУКЛЕОТИДНЫХ ПАР

Комаров В. М., Кабанов А. В.
Институт биофизики клетки РАН, 142292 Пущино; *Томский государственный университет, физический факультет, 634050 Томск
Для многих задач внутримолекулярной динамики двухспиральных полинуклеотидов, равно как и для углубленного понимания проблемы структурно-функциональной организации нуклеиновых кислот весьма важным является знание условий сохранения или нарушения пространственного изоморфизма канонических пар азотистых оснований. В докладе, исходя из анализа накопленных к настоящему времени экспериментальных, в том числе спектральных структурных данных, при использовании результатов квантово-химических полуэмпирических расчетов детально анализируется роль изначальной, слабой пирамидальности строения аминогруппы молекул адениниа, гуанина и цитозина в формировании неоднозначности геометрии спаривания азотистых оснований по одним и тем же водородным связям. Показано, что в отличие от общепринятого мнения исходная бистабильность геометрии аминогруппы оснований может инициировать двукратное "вырождение" комплементарности Н-связывания АТ-пары и четырехкратное "вырождение" комплементарности GC-пары. В конечном итоге, для 28 известных типов спаривания азотистых оснований по двум или трем водородным связям характерным оказывается существование 79 различных, в основном некопланарных структур, с преимущественно изгибовой, пропеллероподобной или сдвиговой деформацией пары. Дается классификация полиморфизма пар. Обсуждается важность учета выявленной некопланарности строения пар в описании их основных физико-химических характеристик. Предлагаются спектральные критерии идентификации такого скрытого структурного полиморфизма пар азотистых оснований. Работа выполнена при поддержке РФФИ (Грант № 99-04-48162).