DNA碱基质子化学位移受所在序列的五联体性质影响

摘要

根据生物大分子核磁共振数据库(BMRB)内16条单链DNA序列中的碱基特征质子的化学位移信息,分析结果表明,五联体(pentaplet)是到目前为止可以由实验数据证明的、决定中部碱基质子化学位移水平的基本单位,即DNA碱基质子的NMR化学位移受所在五联体序列的控制.以五联体中部是T碱基为例,来自化学位移的证据符合来自量子力学计算所得"5'嘧啶-嘌呤比5'嘌呤.嘧啶的顺序更稳定"的论断,表现为5'嘧啶-嘌呤侧翼顺序导致的中部T碱基质子化学位移,比5'嘌呤-嘧啶顺序δ值小0.089.对于中部碱基质子化学位移,5'侧翼二联体效应与3'侧翼二联体效应明显不同.5'侧翼序列对五联体中部碱基质子化学位移的影响从大到小,与5'序列的色散力排列顺序更相关.氢谱上A H8、A H2、G H8、T H6、C H6的位移分布顺序,与从头计算(ab initio)和δ+HMON二种伴氢碳原子净电荷计算结果最为接近,相关性好.与ab initio法得到的氢原子净电荷相关性不好.二翼碱基可以对五联体中心碱基的非交换质子在8.5 A的距离上产生影响,这是对NMR偶极作用距离极限的突破.DNA的质子次级化学位移不是像蛋白质那样由氢键起主导作用.以上分析为建立双链DNA碱基质子化学位移理论预测公式提供了依据.