Significant Strength of Charged DNA–Protein π–π Interactions: A Preliminary Study of Cytosine
Notice bibliographique
Résumé
The present work characterized the preferred gas-phase structure and optimum interaction energy of both parallel stacked and perpendicular T-shaped dimers between cytosine (C), as a representative nucleobase, and aspartic/glutamic acid (DE), aspartate/glutamate (DE(-)) or arginine (R(+)), using detailed M06-2X/6-31+G(d,p) potential energy surface scans as a function of the relative monomer orientation. Through comparison to previous literature on the π-π interactions between the DNA nucleobases and the aromatic amino acid residues, this work will allow for comparisons between DNA-protein interactions involving aromatic and acyclic R-side chains, as well as comparisons of the relative geometric dependence and magnitude of π-π (C:DE), πcation-π (C:R(+)), and πanion-π (C:DE(-)) interactions. Our results show that the preferred relative monomer orientation is highly dependent on the monomer composition and charge, and is dictated by electrostatic-driven interactions. More importantly, for the first time, we report that the π-π interactions between cytosine and (neutral) aspartic/glutamic acid are up to approximately -40 kJ mol(-1), while the πcation-π or πanion-π interactions between cytosine and arginine or aspartate/glutamate are up to approximately -90 and -99 kJ mol(-1), respectively. An extensive investigation of the effects of the computational methodology implemented, including comparisons to detailed CCSD(T)/CBS potential energy surfaces and interaction energies, supports the use of M06-2X, as well as ωB97X-D, to study DNA-protein π-π interactions of varying composition and charge. Most importantly, the CCSD(T)/CBS results verify the strong nature of these DNA-protein π-π interactions, as well as the unique nature of the πcation-π and πanion-π counterparts. Therefore, our results emphasize that a wide variety of different types of noncovalent interactions between both cyclic and acyclic π-containing components can significantly contribute to the stability of DNA-protein complexes and likely play a larger role in biology than currently accepted.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| 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 | 0,000 |
| 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) | 0,000 | 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 tête enseignante, 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 ».