Effect of Guanine Adduct Size, Shape, and Linker Type on the Conformation of Adducted DNA: A DFT and Molecular Dynamics Study
Notice bibliographique
Résumé
DNA is damaged through various exogenous sources (e.g., automobile exhaust, tobacco smoke, and processed foods), which can yield diverse C8-dG bulky aryl adducts. Adducts are known to induce structural changes to DNA that can lead to various biological outcomes, ranging from cell death to diseases such as cancer. Unfortunately, the relationship between the chemical composition of the damaged product, the adducted DNA structure, and the biological consequences is not well understood, which limits the development of disease detection and prevention strategies. The present study uses density functional theory (DFT) calculations and quintuplicate 1 μs molecular dynamics (MD) simulations to characterize the structure of DNA containing 21 model C8-dG adducts that systematically differ in size (phenyl to pyrenyl), shape (α (2,3), β (3,4) fusion, or ring substitution), and nucleobase–aryl group linkage (N, O, and C-linked). DFT calculations reveal that the inherent structural features of the G nucleobase adducts are impacted by linker type and bulky moiety shape, but not size, with the conformational flexibility reducing with α-ring fusion and linker composition as N > O > C. These structural properties are maintained in nucleoside models, which also reveal an increased propensity for anti -to- syn rotation about the glycosidic bond with N < O < C linker type. Although these diverse chemical features do not influence the global structure of adducted DNA, the adducts differentially impact the conformation local to the adducted site, including the relative populations of structures with the bulky moiety in the major groove (B conformer) and intercalated (stacked) into the helix (S conformer). Specifically, while the smallest phenyl adducts favor the B conformation and the largest pyrenyl-derived adducts stabilize the S conformation, the B/S ratio decreases with an increase in ring size and N > O > C linker composition. The shape and size (length) of the adduct can further finetune the B/S ratio, with β-fused naphthyl or α-fused phenanthryl N-linked adducts and O or C-linked adducts containing ring substitution increasing the prevalence of the S adducted DNA conformation. Overall, this work uncovers the significant effect of bulky moiety size and linker type, as well as the lesser impact of aryl group shape, on adducted DNA structure, which suggests differential replication and repair outcomes, and thereby represents an important step toward rationalizing connections between the structure and biological consequences of diverse DNA adducts.
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Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,003 | 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.
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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 ».