Probing Hydrogen Bonding and Ion−Carbonyl Interactions by Solid-State <sup>17</sup>O NMR Spectroscopy: G-Ribbon and G-Quartet
Notice bibliographique
Résumé
We report solid-state 17O NMR determination of the 17O NMR tensors for the keto carbonyl oxygen (O6) of guanine in two 17O-enriched guanosine derivatives: [6-17O]guanosine (G1) and 2',3',5'-O-triacetyl-[6-17O]guanosine (G2). In G1.2H2O, guanosine molecules form hydrogen-bonded G-ribbons where the guanine bases are linked by O6...H-N2 and N7...H-N7 hydrogen bonds in a zigzag fashion. In addition, the keto carbonyl oxygen O6 is also weakly hydrogen-bonded to two water molecules of hydration. The experimental 17O NMR tensors determined for the two independent molecules in the asymmetric unit of G1.2H2O are: Molecule A, CQ=7.8+/-0.1 MHz, etaQ=0.45+/-0.05, deltaiso=263+/-2, delta11=460+/-5, delta22=360+/-5, delta33=-30+/-5 ppm; Molecule B, CQ=7.7+/-0.1 MHz, etaQ=0.55+/-0.05, deltaiso=250+/-2, delta11=440+/-5, delta22=340+/-5, delta33=-30+/-5 ppm. In G1/K+ gel, guanosine molecules form extensively stacking G-quartets. In each G-quartet, four guanine bases are linked together by four pairs of O6...H-N1 and N7...H-N2 hydrogen bonds in a cyclic fashion. In addition, each O6 atom is simultaneously coordinated to two K+ ions. For G1/K+ gel, the experimental 17O NMR tensors are: CQ=7.2+/-0.1 MHz, etaQ=0.68+/-0.05, deltaiso=232+/-2, delta11=400+/-5, delta22=300+/-5, delta33=-20+/-5 ppm. In the presence of divalent cations such as Sr2+, Ba2+, and Pb2+, G2 molecules form discrete octamers containing two stacking G-quartets and a central metal ion, that is, (G2)4-M2+-(G2)4. In this case, each O6 atom of the G-quartet is coordinated to only one metal ion. For G2/M2+ octamers, the experimental 17O NMR parameters are: Sr2+, CQ=6.8+/-0.1 MHz, etaQ=1.00+/-0.05, deltaiso=232+/-2 ppm; Ba2+, CQ=7.0+/-0.1 MHz, etaQ=0.68+/-0.05, deltaiso=232+/-2 ppm; Pb2+, CQ=7.2+/-0.1 MHz, etaQ=1.00+/-0.05, deltaiso=232+/-2 ppm. We also perform extensive quantum chemical calculations for the 17O NMR tensors in both G-ribbons and G-quartets. Our results demonstrate that the 17O chemical shift tensor and quadrupole coupling tensor are very sensitive to the presence of hydrogen bonding and ion-carbonyl interactions. Furthermore, the effect from ion-carbonyl interactions is several times stronger than that from hydrogen-bonding interactions. Our results establish a basis for using solid-state 17O NMR as a probe in the study of ion binding in G-quadruplex DNA and ion channel proteins.
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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 | 0,000 |
| 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 | 0,001 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| 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 ».