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人体端粒中(3+1)混合结构G-四链体稳定性的分子动力学模拟
  • ISSN号:1000-6818
  • 期刊名称:物理化学学报
  • 时间:0
  • 页码:783-791
  • 语言:中文
  • 分类:O641[理学—物理化学;理学—化学]
  • 作者机构:[1]大连大学辽宁省生物有机化学重点实验室,辽宁大连116622
  • 相关基金:国家自然科学基金(20573012,20633050);辽宁省教育厅基金(05L027);辽宁省优秀人才培养计划(2007R02)资助项目
  • 相关项目:生物分子水溶液体系中非共价相互作用的理论研究-探讨其分子识别机理及质子和能量传递过程
中文摘要:

利用分子动力学模拟方法,考察了人体端粒中(3+1)混合结构G-四链体的结构及稳定性问题.讨论了配位K+离子、药物分子(端粒抑素)和溶剂水分子对G-四链体的Hoogsteen氢键结构、π-π堆积作用的影响.研究表明,K+离子与鸟嘌呤碱基上O6原子的配位作用减弱了对角鸟嘌呤间O6-O6的静电排斥作用,使得相邻的四个鸟嘌呤能够以Hoogsteen氢键结合的方式形成具有近平面结构的稳定G-四平面.另一方面,G-四平面间、G-四平面与药物分子间的π-π堆积作用降低了G-四链体复合物的总能,有利于其稳定存在.此外,溶剂水分子主要分布在G-四链体的TTA环、骨架和糖环的周围,使其位移涨落增大;然而,在3ns动力学模拟中,由于水分子没有进入到G-四链体的空腔中,溶剂水对G-四平面的结构影响不明显.

英文摘要:

We used molecular dynamics simulations to investigate the structure and stability of a mixed-type hybrid guanine-quadruplex complex in human telomere. The effects of coordinated K+ ions,drug ligands (TMS) and solvent molecules on stability are discussed. Our results show that coordination between K + ions and O6 in guanine bases decreases the electrostatic repulsion of the diagonal O6-O6. As a result,planar G-tetrads are stabilized by Hoogsteen hydrogen bonds that are formed by four neighboring guanine bases. On the other hand,stacking interactions between G-tetrads as well as the G-tetrad and the drug ligand lower the total energy of the G-quadruplex complex and thus stabilize it. In addition,water molecules are mainly located around TTA loops,the backbone and sugar rings which result in larger root mean square deviations (RMSDs) compared with other G-quadruplex fragments. However,since water does not enter the G-quadruplex complex cages during the 3 ns simulation,the influence of solvent on the stability of the G-tetrads is insignificant.

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期刊信息
  • 《物理化学学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:北京大学化学与分子工程学院承办
  • 主编:刘忠范
  • 地址:北京大学化学楼
  • 邮编:100871
  • 邮箱:whxb@pku.edu.cn
  • 电话:010-62751724
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-6818
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1892/O6
  • 邮发代号:82-163
  • 获奖情况:
  • 中文核心期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:24781