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 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 | 0,000 |
| 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) | 0,001 | 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 ».