Паламарчук Г. В. "Конформаційні характеристики та внутрішньомолекулярні водневі зв'язки в аніонах 2'-дезоксирибонуклеотидів та їх протонованих таутомерах"

Об'єкт дослідження: протонування моноаніонів 2'-дезоксирибонуклеотидів по гетероатомах азотистої основи та його вплив на конформаційні характеристики нуклеотидів, а також параметри внутрішньомолекулярних водневих зв'язків. Мета дослідження: визначення конформаційних характеристик і внутрішньомолекулярних взаємодій в моноаніонах класичних 2'-дезоксирибонуклеотидів та їх протонованих за азотистою основою таутомерах. Особлива увага приділялася впливу внутрішньомолекулярних взаємодій водневих зв'язків на конформацію і енергетику молекул. Методи дослідження та апаратура: дослідження виконані за допомогою теоретичних методів неемпіричний квантової хімії з урахуванням електронної кореляції в рамках теорії функціоналу електронної густини (функціонал B3LYP з базисами 6-311++G(d,p) та AUG-cc-pVDZ) і теорії збурення Мюллера-Плессета другого порядку (МР2/6-311G(d,p)). Внутрішньомолекулярні взаємодії вивчені за допомогою топологічного аналізу розподілу електронної густини в рамках теорії Бейдера "Атоми в молекулах" і методу натуральних орбіталей зв'язків (NBO). Дослідження динаміки молекули АМР здійснювали методом неемпіричної молекулярної динаміки Кара-Парінелло. Теоретичні та практичні результати: проведено систематичне дослідження конформаційних характеристик аніонів канонічних 2'-дезоксирибонуклеотидів; встановлено наявність ряду внутрішньомолекулярних водневих зв'язків, що впливають на конформацію нуклеотидів; проаналізовано зміни в енергетиці і характері внутрішньомолекулярних взаємодій в аніонах класичних 2'-дезоксирибонуклеотидів при включенні їх у структуру різних типів ДНК; вивчено вплив протонування азотистої основи на структуру, енергетику та внутрішньомолекулярні взаємодії в аніонах 2'-дезоксирибонуклеотидів; встановлено спорідненість до протону кожного гетеро атома азотистої основи та розраховано заселеність таутомерів протонованих нуклеотидів; на прикладі молекули АМР показано взаємозв'язок між конформаційною динамікою нуклеотидів та таутомерними переходами. Новизна: отримані дані представляють основу для уточнення параметризації силових полів класичної молекулярної динаміки, які використовуються для моделювання структури та динаміки ДНК. Упровадження: немає. Сфера (галузь) використання: вдосконалення методів класичної молекулярної динаміки, уточнення параметризації силових полів класичної молекулярної динаміки, моделювання структури та динаміки ДНК методами класичної молекулярної динаміки.