How Do Size-Expanded DNA Nucleobases Enhance Duplex Stability? Computational Analysis of the Hydrogen-Bonding and Stacking Ability of xDNA Bases
Notice bibliographique
Résumé
Computational chemistry (B3LYP, MP2) is used to study the properties of size-expanded DNA nucleobases generated by inserting a benzene spacer into the natural nucleobases. Although the addition of the spacer does not significantly affect the hydrogen-bonding properties of natural nucleobases, the orientation of the base about the glycosidic bond necessary for Watson-Crick binding is destabilized, which could have implications for the selectivity of expanded bases, as well as the stability of expanded duplexes. Consideration of the (stacked) binding energies in the preferred relative orientation of natural and expanded nucleobases aligned according to their centers of mass reveals that the stacking within natural dimers can be increased by up to 50% upon expansion of one nucleobase and up to 90% upon expansion of two nucleobases. The implications of these findings to the stability of expanded duplexes were revealed by considering simplified models of natural and mixed duplexes composed of four nucleobases. Although intra- and interstrand interactions within double helices are typically less than those predicted when nucleobases are stacked according to their centers of mass, some nucleobases utilize their full stacking potential within double helices, where both intra- and interstrand interactions can be significant. Most importantly, increasing the size of nucleobases within the duplex significantly increases both intra- and interstrand stacking interactions. Specifically, some interactions are double the magnitude of the corresponding intrastrand interactions in natural helices, and even greater increases in interstrand interactions are sometimes found. Thus, our work suggests that mixed duplexes composed of natural bases hydrogen bound to expanded bases may exploit the increase in the inherent stacking ability of the expanded bases in more than one way and thereby afford duplexes with greater stability than natural DNA.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».