CC BY
9УДК 539.193/.194;535/33.34
СТРУКТУРНО-ДИНАМИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ГИДРОКСИЦИТОЗИНОВ
Элькин Михаил Давыдович, доктор физико-математических наук, профессор, Астраханский государственный университет, 414056, Российская Федерация, г. Астрахань, ул. Татищева, 20а, тел. 8 (8512) 61-08-84, e-mail: elkinmd@mail.ru
Смирнов Владимир Вячеславович, кандидат физико-математических наук, доцент, Астраханский государственный университет, 414056, Российская Федерация, г. Астрахань, ул. Татищева, 20а, тел. 8 (8512) 61-08-84, e-mail: elkinmd@mail.ru
Джалмухамбетова Елена Азатуллаевна, кандидат физико-математических наук, доцент, Астраханский государственный университет, 414056, Российская Федерация, г. Астрахань, ул. Татищева, 20а, тел. 8 (8512) 61-08-84, e-mail: elena_jalm@mail.ru
Алыкова Ольга Михайловна, кандидат педагогических наук, доцент, Астраханский государственный университет, 414056, Российская Федерация, г. Астрахань, ул. Татищева, 20а, тел. 8 (8512) 61-08-84, e-mail: elkinmd@mail.ru, kof@aspu.ru
Гайсина Альфия Рафаилевна, ассистент, Астраханский государственный университет, 414056, Российская Федерация, г. Астрахань, ул. Татищева, 20а, тел. 8 (8512) 61-08-84, e-mail: gaisinaalfiya@mail.ru
Коломин Валентин Ильич, доктор педагогических наук, профессор, Астраханский государственный университет, 414056, Российская Федерация, г. Астрахань, ул. Татищева, 20а, тел. 8 (8512) 61-08-84, e-mail: kof@aspu.ru
Равчеева Наталья Александровна, магистрант, Астраханский государственный университет, 414056, Российская Федерация, г. Астрахань, ул. Татищева, 20а, тел. 8 (8512) 61-08-84, e-mail: kof@aspu.ru
Цитозин относится к азотистым основаниям нуклеиновых кислот. Его соединения могут существовать в различных таутомерных формах. Одной из них являются гидроксицитозины при замене фрагмента С=О гидроксильной группой ОН. В работе представлены результаты модельных расчетов структуры и спектра возможных таутомеров мономеров и димеров гидроксицитозина. Исследование осуществлено в рамках метода функционала плотности DFT/b3LYP с учетом ангармонизма колебаний.
Согласно полученным результатам, значения геометрических параметров валентных связей и валентных углов пиримидинового кольца определяются только типом таутомера. Вид конформера определяет значение валентных углов A(nCO), A<ncn> Наиболее интенсивными являются полосы в диапазоне выше 1000 см-1. Они интерпретированы как колебания валентных связей (Q) и валентных углов (у) шестичленного пиримидинового кольца, деформационные колебания связей СН (ß), NH (ßNH и ßNH'). Для идентификации конформеров конкретного таутомера можно использовать как интенсивность соответствующих полос, так и возможный их сдвиг, достигающий ~ 50 см-1. Характер проявления валентных колебаний связей ОН гидроксильного фрагмента хорошо согласуется с имеющимися данными.
Ключевые слова: цитозин, гидроксицитозин, димер, колебательные спектры, молекулярные спектры, ИК спектры, ангармонизм колебаний, адиабатический потенциал, силовые постоянные
STRUCTURAL AND DYNAMIC MODELS OF HYDROXYCYTOSINE
Elkin Mikhail D., D.Sc. (Physics and Mathematics), Professor, Astrakhan State University, 20a Tatishchev St., Astrakhan, 414056, Russian Federation, phone 8 (8512) 61-08-84, e-mail: elkinmd@mail. ru
Smirnov Vladimir V., Ph.D (Physics and Mathematics), Associate Professor, Astrakhan State University, 20a Tatishchev St., Astrakhan, 414056, Russian Federation, phone 8 (8512) 61-08-84, e-mail: elkinmd@mail.ru
Dzhalmukhambetova Yelena A., Ph.D (Physics and Mathematics), Associate Professor, Astrakhan State University, 20a Tatishchev St., Astrakhan, 414056, Russian Federation, phone 8 (8512) 61-08-84, e-mail: elena_jalm@mail.ru
Alykova Olga M., Ph.D. (Pedagogics), Associate Professor, Astrakhan State University, 20a Tatishchev St., Astrakhan, 414056, Russian Federation, phone 8 (8512) 61-08-84, e-mail: elkinmd@mail.ru, kof@aspu.ru
Gaysina Alfiya R., Assistant, Astrakhan State University, 20a Tatishchev St., Astrakhan, 414056, Russian Federation, phone 8 (8512) 61-08-84, e-mail: gaisinaalfiya@mail.ru
Kolomin Valentin I., D.Sc. (Pedagogics), Professor, Astrakhan State University, 20a Tatishchev St., Astrakhan, 414056, Russian Federation, phone 8 (8512) 61-08-84, e-mail: kof@aspu.ru
Ravcheeva Natalya A., undergraduate student, Astrakhan State University, 20a Tatishchev St., Astrakhan, 414056, Russian Federation, phone 8 (8512) 61-08-84, e-mail: kof@aspu.ru
The article states that cytosine refers to the nitrogenous bases of nucleic acids, and that its compounds exist in different tautomeric forms. One of these, the critique relates, is hydroxycytosine, which replaces a fragmented С=О hydroxyl group of ОН. The study - conducted within the framework of the DFT/b3LYP method of density functional with regard to anharmonic fluctuations - presents the results of model calculations on the structure and range of possible tautomers of monomer and dimer hydroxycytosine. According to the results, the values for geometric parameters of valence bonds and bond angle pyrimidine rings could only be determined by this type of tautomer. The document indicates that the view conformer defines the value of the valence angle A(NCO) as A(NCN). The most intensive bands were in the range above 1000 cm-1. They were interpreted as the vibrations of valence bonds (Q) and valence angles (y) in six-member aromatic pyrimidine rings, and the deformation vibrations of CH (P), NH (PNH and PNH'). The blueprint says that a specific tautomer can be used to identify conformers, when the intensity of their respective bands increases and when their possible shift reaches approximately 50 cm-1. In conclusion, the commentary notes that the available data and the nature of the manifestations of the valence vibrations of relations of the ОН hydroxyl fragment are in 'potential' agreement.
Keywords: cytosine, hydroxycytosine, dimer, vibrational spectra, molecular spectra, IR spectra, an-harmonicity of vibration, adiabatic potential, force constants
Введение. Цитозин (рис.) относится к азотистым основаниям нуклеиновых кислот. Соединение может существовать в различных таутомерных формах. К их числу следует отнести и гидроксицитозины, когда фрагмент С=О заменяется гидроксильной группой ОН за счет атома водорода или аминогруппы NH2, или связи NH (N3H, N1H).
Таутометрия цитозина наглядно проявляется в колебательных спектрах соединения, поэтому спектроскопию относят к одному из наиболее информативных методов исследования структуры и динамики оснований нуклеиновых кислот. Теоретический анализ спектров, в совокупности с экспериментальными данными по спектрам ИК и КР, дает возможность судить о таутомерном составе исследуемого молекулярного объекта в различных фазовых состояниях.
Теоретическая интерпретация колебательных спектров цитозина осуществлялась неоднократно и касалась, как правило, двух таутомерных форм - кетонной и фенольной. Сошлемся для примера на работы [3, 4, 8-10, 12-14].
\ \
Рис. Молекулярные диаграммы N1H и N3H таутомеров гидроксицитозина
Возможности современных неэмпирических и гибридных квантовых методов расчета структуры и спектра сложных молекулярных соединений позволяют осуществить теоретический анализ таутомерного состава цитозина. Для изолированного состояния (в Аг-матрице) результаты такого исследования представлены в работе [4]. Однако гидроксицито-зины представлены лишь двумя таутомерными формами, связанными с образованием гид-роксильного фрагмента за счет атома водорода связи ШН. Обойден вниманием и вопрос о характере поведения колебательного спектра соединений при образовании димеров гидро-ксицитозинов.
В данной работе представлены результаты модельных расчетов структуры и спектра возможных таутомеров мономеров и димеров гидроксицитозина. Исследование осуществлено в рамках метода функционала плотности DFT/B3LYP [11] с учетом ангармонизма колебаний.
Результаты модельных расчетов и их обсуждение. При оптимизации геометрической структуры гидроксицитозинов в предположении плоской структуры соединений (симметрия О не удалось воспроизвести спектр низкочастотных крутильных колебаний для конформеров (0; 180) и (180; 180) таутомера ШН. Понижение симметрии указанных кон-формеров до группы С привело к результатам, представленным в табл. 1 и 2. Неплоская структура определяется, в первую очередь, значением двугранного угла D(3,2д12). Отклонением от компланарности параметров шестичленного цикла можно пренебречь.
Таблица 1
Оптимизированные значения геометрических параметров циклического фрагмента таутомеров гидроксицитозина
Связи N1H N3H Связи N1H N3H Углы N1H N3H Углы N1H N3H
R(1,2) 1,38 1,29 R(4,5) 1,47 1,45 A(2,1,6) 118,G 115,3 A(3,4,5) 116,4 111,6
R(1,6) 1,39 1,38 R(4,9) 1,28 1,28 A(2,1,7) 119,6 - A(4,5,6) 12G,4 12G,3
R(2,3) 1,27 1,36 R(5,6) 1,34 1,35 A(1,2,3) 125,6 124,8 A(4,5,1G) 118,8 117,9
R(2,8) 1,35 1,34 R(8,12) G,97 G,97 A(2,3,4) 119,7 123,2 A(1,6,5) 119,9 124,9
R(3,4) 1,41 1,42 R(9,13) 1,G2 1,G2 A(2,3,7) - 12G,3 A(1,6,11) 115,8 114,6
Согласно результатам, приведенным в табл. 1, значения геометрических параметров валентных связей и валентных углов пиримидинового кольца определяются только типом таутомера. Вид конформера определяет значение валентных углов А(ЖО), Л^щ). В табл. 2 этот факт прослеживается наглядно. Оптимизированные значения длин связей NH, СН, ОН хорошо совпадают с экспериментом из работы [2].
Таблица 2
Оптимизированные значения геометрических параметров ОН и NH фрагментов таутомеров гидроксицитозина
D(
(3,2,8,12)
0
0
154
151
D
(1,2,8,12)
180
180
0
0
D(
(5,4,9,13)
0
180
180
0
D
(3,4,9,13)
180
0
180
0
-(2,8,12) -(4,9,13)
-(1,2,8)
(3.2.8)
(3.4.9) -(5,4,9)
105,5 109,5 112,3 121,7 118,1 126,0
105.8
108.9 112,6 121,6
123.2
120.3
110,2 108,7 115,5 119,2 122,9 120,2
110,1 109,5 115,0 119,5 117,9 125,8
(2,8,12) (4,9,13)
-(1,2,8)
(3.2.8)
(3.4.9) -(5,4,9)
111,2 110,4 117,9 117,8 116,3 132,1
111,5 112,5 118,2
117.5
124.6 124,0
105,9 110,3
120.7 114,0
116.8 131,5
105,9
112.3 121,2
113.4 124,8 123,7
Для оценки положения полос использовалось соотношение [11]
^=[ +2 V х, [ +21п+2 ].
(1)
Для ангармонических констант Хну использовались выражения из работы [7]
. 32
11 3
X = - ^ - 8 )2 И*; + г )(1 -8„))+^ ^ )2(о(*;г;( )-0(*; г- ) + ))х
X„ =1-+ ^)2№)-«(*;г)- 120(г;г;г))(1 -5„), (2) 16 48 V,
х(1 -«„)(1 -» )+К**)2 Г;0)+"(^;-у;0).
(3)
В формулах (1)—(3) Ра = Ь(а;$г)0!Рг, Ь(а;$т) - постоянные Кориолиса; V.; - частоты гармонических колебаний (в см-1); О - безразмерные нормальные колебательные координаты; и Р^ш - кубические и квартичные силовые постоянные; ±г; ± () = (V* ± vr ± Ví)-1 - резонансные функции; Пц - набор квантовых чисел колебательного состояния.
Результаты интерпретации колебательных спектров гидроксицитозинов представлены в табл. 1-6.
Отметим общие закономерности в характере поведения параметров полос (частоты колебаний в см-1, интенсивности в спектрах ИК в км/моль, интенсивности в спектрах КР А4/а.е.м).
Наиболее интенсивными являются полосы в диапазоне выше 1000 см-1. Как правило, это полосы, интерпретированные как валентные колебания валентных связей и валентных углов (у) шестичленного пиримидинового кольца, деформационные колебания связей СН (Р), NH (Рмн и Рмн'). Для идентификации конформеров конкретного таутомера можно использовать как интенсивность соответствующих полос, так и возможный их сдвиг, достигающий ~ 50 см-1. Обратим внимание на существенное различие интенсивностей полос в диапазоне 1500-1400 см-1 для таутомеров ШН и №Н как явный признак из спектральной идентификации.
Таблица 3
Интерпретация фундаментальных колебаний конформеров NlH-гидроксицитозина
Форма "^эксп "^анг 0; 0 0; 180 180; 0 180; 180
колебаний [3] Ж KP Ж KP Ж KP Ж KP
Q, Y, ß 1730 1691 408 24 421 41 484 44 520 26
Q, Y, ß 1625 1642 83 82 45 72 38 62 56 76
Q, ßNH 1589 1596 - - 150 19 230 9,3 - -
Q, ßNH 1570 1577 189 35 - - - - 258 23
Q, Y, ßNH 1495 1499 - - - - 255 9,0 233 3,1
Q, Y, ßNH 1441 1449 249 3,5 276 3,9 - - - -
ß 1380 1381 5,8 5,1 17 4,8 12 7,4 5,4 8,7
Q ßNH ßOH 1338 1336 68 2,1 - - 22 1,6 12 0,2
ß, ßNH' 1324 1306 - - 236 2,7 76 1,0 37 1,7
ß, ßNH' 1258 1268 358 4,6 182 4,8 - - - -
qCO, ßOH, ß 1198 1208 45 3,0 5,5 4,0 178 1,0 99 0,6
ßNH ß ßNH 1196 1175 4,1 7,3 3,9 6,7 108 7,0 147 7,5
ß, ßNH 1113 1117 21 11 87 2,2 66 1,5 128 9,8
Q, ß, ßNH' - 103? 4,5 3,0 46 7,8 45 9,1 41 3,7
Q, Y 948 965 58 1,8 7,6 0,6 0,6 0,8 25 3,0
Y, Q 751 744 17 17 18 16 25 16 22 17
Y 553 552 28 3,2 15 3,6 3,7 5,4 6,7 5,7
Y - 532 3,1 5,5 2,1 10 0,1 8,9 2,8 4,7
ßCN ßCO 511 508 1,8 3,2 12 0,7 23 0,1 6,2 3,0
ßCO 342 357 46 2,2 32 1,9 11 2,2 16 1,8
Xnh' 888 881 - - 56 3,4 52 3,5 - -
Xnh' 812 842 82 3,7 - - - - 89 3,6
P, Pcn X 781 ??8 13 2,3 46 1,8 44 1,8 10 2,4
Pcn, PCO, X 660 661 8,4 1,3 17 1,9 39 2,0 19 1,0
X 350 381 69 3,5 122 3,0 88 1,1 57 1,9
Примечание. Kyрcивом отмечены дублеты полос с А ~15 см- .
В низкочастотном диапазоне колебательного спектра заметно различие в интенсив-ностях полос, отнесенных к деформационным колебаниям связей CN и СО (рсо, Рем). В данном спектральном диапазоне (550-350 см"1) указанное различие можно использовать для идентификации типа конформера.
Наглядно тип таутомера и вид его конформеров отражают данные по параметрам полос колебательного спектра, отнесенных к валентным ^он) и крутильным (хон) колебаниям гидроксильного фрагмента, а также неплоским деформационным колебаниям связей NN (рш). Здесь имеет место смещение полос и заметное различие в их интенсивности. Данные из табл. 4 позволяют выделить признаки спектральной идентификации конформеров двух таутомер-ных форм гидроксицитозина. Отметим только, что характер проявления валентных колебаний связей ОН гидроксильного фрагмента хорошо согласуется с данными из работ [5, 6].
Таблица 4
Интерпретация фундаментальных колебаний таутомеров и конформеров гидроксицитозина
Форма 0; 0 0; 180 180; 0 180; 180
колебаний "^анг ИК КР "^анг ИК КР ^анг ИК КР "^анг ИК КР
ШН-таутоме Р
qoн 3625 59 157 3626 61 157 3593 92 88 3588 97 92
Чдн 3440 56 140 3440 55 140 3473 112 116 3473 113 117
Чкн 3297 3,0 149 3295 2,1 160 3295 1,1 158 3302 3,0 147
ркн 418 65 1,3 413 34 1,1 441 52 0,7 450 71 0,4
Хон 257 122 2,7 259 118 2,7 518 64 3,5 527 68 3,9
ШН-таутоме р
qон 3591 115 123 3592 117 114 3642 71 88 3633 78 90
Чдн 3420 37 80 3418 61 79 3399 11 84 3395 29 83
Окн' 3296 3,7 161 3342 4,0 140 3296 4,6 157 3342 4,6 141
ркн 583 19 1,2 640 73 2,7 506 83 2,3 583 125 3,4
Хон 508 114 3,9 516 116 3,3 117 29 1,1 231 32 2,3
Таблица 5
Интерпретация фундаментальных колебаний конформеров ЮН-гидроксицитозина
Форма "^эксп "^анг 0; 0 0; 180 180; 0 180; 180
колебаний [3] ИК КР ИК КР ИК КР ИК КР
Q, в, У 1622 1666 417 54 504 57 403 48 493 53
Q, вкн, у 1589 1610 346 19 271 18 290 23 267 19
Q, в, у 1561 1550 316 37 401 24 173 35 203 24
Q, вкн, у 1496 1496 7,2 26 23 17 - - - -
Q, вкн, у 1441 1451 - - - - 21 29 99 19
в, у, Q 1380 1393 27 5,3 2,6 5,1 64 9,9 34 8,1
вон, в 1333 1314 21 10 79 26 381 9,4 133 0,6
вNH', вКИ - 1295 - - - - - - 226 22
в, вкн 1257 1262 79 18 2,8 0,7 116 17 18 1,3
вOH, вКИ - 1165 302 3,9 245 4,5 55 5,7 54 6,4
в, вкн' 1110 1115 20 5,5 73 14 46 6,1 43 14
вкн', в - 1046 57 4,7 25 0,3 37 4,4 73 0,2
У, вкн 984 980 33 2,3 67 5,7 6,2 1,5 28 5,0
у, Q 948 937 25 0,7 20 0,8 26 1,0 21 1,2
У, Q 751 757 9,0 16 7,6 17 30 14 27 15
У, всо 557 572 1,2 6,0 0,8 5,6 13 3,6 8,7 3,8
У 520 525 0,3 7,7 0,3 7,1 2,0 8,8 1,5 8,2
всо 498 501 16 0,3 30 1,7 10 2,2 2,3 3,0
вШ 343 348 13 2,7 0,3 1,7 11 4,5 15 3,4
ХNH, р 807 816 0,4 3,1 85 2,6 1,7 2,6 79 2,4
ХNH, р 784 770 114 1,3 2,5 0,4 107 1,7 2,4 0,7
рС№ Хкн - 675 23 2,3 6,4 0,3 9,7 2,3 13 0,5
Х - 402 54 0,3 28 0,6 77 0,3 45 0,3
Х - 201 0,9 0,9 5,9 1,3 0,0 1,3 21 0,8
Таблица 6
Интерпретация фундаментальных колебаний конформеров NH2-гидроксицитозина
Форма колеб. "^эксп [3] "^анг K1 K2 Форма колеб. "^эксп [7] "^анг K1 K2
Ж KP Ж KP Ж KP Ж KP
qoH 3592 3601 S7 103 76 SS ß, ßNH 10S5 1070 4S 2,0 23 1,9
qNH - 353S 39 62 36 61 Y 9S4 975 6,2 7,5 0,5 6,5
qNH 3461 3423 64 162 57 160 P 94S 96S 16 9,1 S,9 11
Q, Y', Y 1622 1603 567 10 50S S,3 pCO, pCN S09 799 59 0,2 55 0,1
Q, Y', Y 1570 15S1 10 2,9 45 0,2 Peo, P 7S1 776 11 20 17 17
Q, ß, Y 1561 1562 267 4,4 272 10 Y 600 592 0,6 5,5 3,3 5,9
Q, ß, Y 1495 1474 24 1,3 44 2,4 XOH, Y 553 550 103 S,S 112 10
Q, ß, Y 1430 1422 397 0,3 431 0,6 ßoo X 511 500 14 1,5 17 0,S
ßOH qCO 13S0 1363 50 5,5 53 6,7 ßoo X 49S 4S1 7,1 1,3 10 0,9
ß, ßoH, 1324 1314 17S 0,1 S,0 0,1 X 443 443 12 0,2 19 0,1
Q, ß 1257 1260 17 3,0 7,3 2,7 ßCN 342 337 10 1,0 5,1 1,6
ßOH 119S 1211 45 5,1 1S9 3,S xx 297 301 260 1,7 262 1,S
ß 1110 109S 34 5,6 20 5,3 X - 217 12 0,1 3,9 0,2
Интересным вопросом является образование димеров гидроксиурацилов. В имеющихся в нашем распоряжении литературных данных по колебательным спектрам соединений он не просматривается.
Проведенные нами модельные расчеты показали, что димеры со слабой водородной связью между атомом кислорода гидроксильного фрагмента и атомом водорода соседней связи NH ~ 2,02-2,08 А) могут образовывать мономеры, конформеры которых на
рисунке обозначены сплошной линией для связи ОН. Результаты модельных расчетов колебательных состояний таких димеров и их интерпретация по форме колебаний представлены в табл. 7.
Таблица 7
Интерпретация фундаментальных колебаний димеров гидроксицитозина
Форма колебаний Димер N1H Форма колебаний Димер N3H
^анг Ж KP ^анг Ж KP
qoH 3696 171 134 qoH 3575 211 177
qNH 3472 1453 709 qNH 3340 737 404
qNH' 3397 4,7 297 qNH' 3304 S,5 312
Q, Y, ß 1697 105S 76 Q, ß, Y 1677 776 S3
Q, Y, ß 1665 52 159 Q, ßNH, Y 1622 764 41
Q, ßNH 1612 579 29 Q, ß, Y 1554 643 73
Q, Y, ßNH 1533 552 15 Q, ßNH, Y 1504 11 61
ß 1402 19 11 ß, Y, Q 1394 95 10
Q ßNH ßOH 1370 10S 2,7 ßOH, ß 1333 73 15
ß, ßNH' 1303 175 1,3 ßNHS ßNH 1269 137 21
qeo, ßoH, ß 1222 2S2 3,5 ß, ßNH 1249 5S 2,4
ßNH ß ßNH' 1197 271 11 ßOH ßNH 11S5 4S2 4,S
ß, ßNH' 1131 110 5,2 ß, ßNH' 111S 46 12
Q, ß, ßcNH' 1043 5S 2S ßNH', ß 1041 S3 12
Q, Y 9S6 2,5 5,0 Y, ßNH 9S3 52 4,7
Y, ß 927 4,6 4,0 Y, Q 932 S5 2,9
Y, Q 754 75 34 Y, Q 759 25 42
Y 560 68 13 Y, ßCO 564 19 10
Y 532 0,3 29 Y 526 0,5 15
ßCN ßCO 496 90 1,9 ßCO 495 29 0,5
ßCO 365 27 4,1 ßCN 353 18 5,7
p 948 0,3 1,2 P 970 0,5 1,6
Xnh' 880 101 6,7 Xnh P 777 265 0,0
p, PC№ X 798 82 2,7 Xnh P 822 0,5 0,0
Pco, X 733 0,1 6,3 Pco, X 734 9,7 0,0
Pcn, Pco, X 675 106 3,9 - - - -
pNH 612 61 1,2 pNH pCN 668 105 0,0
Xoh 511 112 2,1 Xoh 500 160 0,0
X 407 24 0,1 X 409 64 0,0
Характерным является смещение полос, интерпретированных как валентные колебания связей OH, NH и NH' (фрагмента CNH), что можно использовать в задаче спектральной идентификации димеров гидроксицитозина. По сравнению с мономерами имеет место заметное смещение в высокочастотный диапазон (~100 см-1) полос, интерпретированных как неплоские колебания связей NH, участвующих в образовании водородной связи. В качестве признака идентификации можно использовать сильные по интенсивности полосы в ИК спектрах, отнесенные к крутильным колебаниям связей NH' (xnh).
Заключение. Результаты представленных модельных расчетов, их сопоставление с имеющимися экспериментальными данными дают основание утверждать, что метод функционала плотности DFT/B3LYP позволяет получить достоверные предсказательные данные для интерпретации колебательных спектров таутомеров цитозина и выявить признаки спектральной идентификации конформеров таутомерных форм.
Список литературы
1. Браун П. А. Введение в теорию колебательных спектров / П. А. Браун, А. А. Киселев. -Ленинград : Изд-во ЛГУ, 1983. - 232 с.
2. Свердлов Л. М. Колебательные спектры многоатомных молекул / Л. М. Свердлов, М. А. Ковнер, Е. П. Крайнов. - Москва : Наука, 1970. - 559 с.
3. Тен Г. Н. Влияние водородной связи на структуру и колебательные спектры комплементарных пар оснований нуклеиновых кислот. III. Гуанин-цитозин / Г. Н. Тен, А. А. Яковлева, В. В. Нечаев, В. И. Баранов // Журнал структурной химии. - 2012. - Т. 52, № 5. - С. 855-864.
4. Тен Г. Н. Теоретический анализ таутомерного состава цитозина, изолированного в Ar-матрице / Г. Н. Тен, Н. Б. Зотов, В. И. Баранов // Оптика и спектр. - 2009.- Т. 107, № 2.- С. 251-259.
5. Элькин М. Д. Моделирование колебательных состояний гидроксизамещенных фенола / М. Д. Элькин, А. Р. Гайсина, Е. А. Джалмухамбетова, О. Н. Гречухина // Прикаспийский журнал: управление и высокие технологии. - 2011. - № 2 (14). - C. 55-61.
6. Элькин М. Д. Структурно-динамические модели флавоноидов. Моногидроксифлавоны / М. Д. Элькин, А. Р. Гайсина, А. М. Лихтер, Д. М. Нуралиева, В. В. Смирнов, Е. Ю. Степанович, И. Т. Шагаутдинова // Естественные науки.- 2012. - № 4 (41). - C. 133-140.
7. Элькин М. Д. Учет ангармонического смещения полос в модельных расчетах колебательных спектров димеров с водородной связью / М. Д. Элькин, Л. М. Бабков // Известия СГУ. Серия «Физика» . - 2011. - Т. 11, № 1. - С. 20-24.
8. Эрман М. А. Квантово-механический анализ молекулярной динамики цитозина методом функционала плотности / М. А. Эрман, В. И. Коломин // Проблемы оптической физики. Материалы SFM-2006. - Саратов, 2007. - С. 241-247.
9. Chandra A. K. Theoretical study of the protonational and deprotonational of cytosine / A. K. Chandra, M. T. Nguyen, T. H. Zeegers-Huyskens // Mol. Structure. - 2000. - Vol. 519. - P. 1-11.
10. Civcir P. U. A theoretical study of tautomerism of cytosine, thymine, uracil theie 1-methyl analogues in the gas and aqueous phase using AMI and PM3/ P. U. Civcir. // Mol. Structure. - 2000. - Vol. 532. - P. 157-169.
11. Gaussian 03. Revision B.3. / M. J. Frish et al. - Pitttsburgh PA. : Gaussian Inc., 2003.
12. Rosenberg M. Low temperative FTIR spectroscopy and hydrogen bonding in cytosine polycrys-tales / M. Rosenberg, G. Shohan, I. Reva, R. Fausto // Spectrochim. Acta. - 2004. -Vol. 60A. - P. 463-470.
13. Sahu P. K. A Density Functional Theory study for the hydrogen-bonded nucleic acid Base pair: cytosine dimmer/ P. K. Sahu, R. K. Mishra, S. L. Lee // Phys. Chem. - 2005. - Vol. 109. - C. 2887-2893.
14. Subramanian V. Comparative study on the vibrational IR spectra of cytosine and thiocytosine by various semi-empirical quantum methods / V. Subramanian, K. Chitra, K. Venkatesh, S. Sanker, T. Ramasan // Chem. Physics Letter. - 1997. - Vol. 264. - P. 92-100.
References
1. Braun P. A., Kiselev A. A. Vvedenie v teoriyu kolebatelnykh spektrov [Introduction to the theory of vibrational spectra]. Leningrad, Leningrad State Univ. Publ. House, 1983. 232 p.
2. Sverdlov L. M., Kovner M. A., Kraynov Ye. P. Kolebatelnye spektry mnogoatomnykh molekul [Vibrational spectra of multiatomic molecules]. Moscow, Nauka, 1970. 559 p.
3. Ten G. N.,. Yakovleva A. A, Nechaev V. V., Baranov V. I. Vliyanie vodorodnoy svyazi na strukturu i kolebatelnye spektry komplementarnykh par osnovaniy nukleinovykh kislot. III. Guanin-tsitozin [The influence of hydrogen bonding on the structure and vibrational spectra of complementary pairs of nucleic acids. III. Guanine-cytosine]. Zhurnal strukturnoy khimii [Journal of Structural Chemistry], 2012, vol. 52, issue 5, pp. 855-864.
4. Ten G. N., Zotov N. B., Baranov V. I. Teoreticheskij analiz tautomernogo sostava citozina, izoliro-vannogo v Ar-matrice [Theoretical analysis of tautomeric cytosine isolated in Ar-matrix]. Optika i spektr [Optics and spectrum], 2009, vol. 107, issue 2, pp. 251-259.
5. Elkin M. D., Gaysina A. R., Dzhalmukhambetova Ye. A., Grechukhina O. N. Modelirovanie kolebatelnykh sostoyaniy gidroksizameshchennykh fenola [Simulation of vibrational states of hydroxysubstituted phenol]. Prikaspiyskiy zhurnal: upravlenie i vysokie tekhnologii [Caspian Journal: Management and High Technologies], 2011, no. 2 (14), pp. 55-61.
6. Elkin M. D., Gaysina A. R., Likhter A. M., Nuralieva D. M., Smirnov V. V., Stepanovich Ye. Yu., Shagautdinova I. T. Strukturno-dinamicheskie modeli flavonoidov. Monogidroksiflavony [Structural and dynamic models of flavonoids. Monohydroxyflavones]. Yestestvennye nauki [Natural Science], 2012. no. 4 (41), pp. 133-140.
7. Elkin M. D., Babkov L. M. Uchet angarmonicheskogo smeshcheniya polos v modelnykh raschetakh kolebatelnykh spektrov dimerov s vodorodnoy svyazyu SGU [The accounting of anharmonic band shift in model calculations of vibrational spectra of dimers with hydrogen bond]. Izvestiya Saratovskogo gosudarstven-nogo universiteta. Seriya «Fizika» [Izvestiya of Saratov State University. Series "Physics"], 2011, vol. 11, issue 1, pp. 20-25.
8. Erman M. A., Kolomin V. I. Kvantovo-mekhanicheskiy analiz molekulyarnoy dinamiki tsitozina metodom funktsionala plotnosti [Quantum-mechanical analysis of molecular dynamics of cytosine by functional density method]. Problemy opticheskoy fiziki. Materialy SFM-2006 [Problems of optical physics. Proceedings of SFM-2006]. Saratov, 2007, pp. 241-247.
9. Chandra A. K., Nguyen M. T., Zeegers-Huyskens T. H. Theoretical study of the protonational and deprotonational of cytosine. Mol. Structure, 2000, vol. 519, pp. 1-11.
10. Civcir P. U. A theoretical study of tautomerism of cytosine, thymine, uracil theie 1-methyl analogues in the gas and aqueous phase using AM1 and PM3. Mol. Structure, 2000, vol. 532, pp. 157-169.
11. Frish M.J. et al. Gaussian 03. Revision B.3. Pitttsburgh PA., Gaussian Inc., 2003.
12. Rosenberg M., Shohan G., Reva I., Fausto R. Low temperative FTIR spectroscopy and hydrogen bonding in cytosine polycrystales. Spectrochim. Acta, 2004, vol. 60A, pp. 463-470.
13. Sahu P.K., Mishra R. K., Lee S. L. A Density Functional Theory study for the hydrogen-bonded nucleic acid Base pair: cytosine dimmer. Phys. Chem, 2005, vol. 109, pp. 2887-2893.
14. Subramanian V, Chitra K., Venkatesh K., Sanker S., Ramasan T. Comparative study on the vibra-tional IR spectra of cytosine and thiocytosine by various semi-empirical quantum methods. Chem. Physics Letter, 1997, vol. 264, pp. 92-100.
