ارزیابی اثر استخلاف های طبیعی بر قدرت پیوندهای هیدروژنی بین جفت باز آدنین-تیمین

در این پژوهش با استفاده از نظریه تابعی چگالی، آنالیز اتم ها در مولکول ها و آنالیز اوربیتال های پیوندی طبیعی، قدرت پیوندهای هیدروژنی منفرد و انرژی برهمکنش کل، در جفت باز آدنین-تیمین (AT) همراه با استخلافات داکسی ریبوز (d) و فسفات (p)، مورد بررسی قرار گرفت. نتیجه های انرژی های الکترونی مطلق نشان می دهد که ساختارهای دارای استخلاف از جفت باز مادر AT ، پایدارتر هستند. علاوه بر این بر طبق نتیجه های انرژی پیوند هیدروژنی، اتصال داکسی ریبوز از سمت آدنین نسبت به تیمین، باعث افزایش بیشتر قدرت پیوند هیدروژنی کل شده است. در همه ساختارها، اتصال داکسی ریبوز باعث افزایش قدرت پیوند هیدروژنی N-H…N و کاهش قدرت N-H…O می شود. در حالی که اتصال فسفات باعث تعدیل اثر افزایشی استخلاف داکسی ریبوز بر روی قدرت پیوند هیدروژنی می شود. جالب است بدانیم که پیوند C-H…O نسبت به دو پیوند هیدروژنی دیگر ضعیف تر است، ولی استخلافات بالا این پیوند هیدروژنی را بیش­تر از دیگران تحت تاثیر قرار می دهد. از سویی پیوند هیدروژنی N-H…N قوی تر از دو پیوند دیگر است و بیش ترین مقدار انرژی این پیوند متعلق به ساختار d-AT است. همچنین این ساختار بالاترین انرژی کل پیوند هیدروژنی را داراست. بر طبق نظریه اتم ها در مولکول ها می توان قدرت پیوندهای هیدروژنی در جفت باز AT با استخلافات متفاوت را متوسط در نظر گرفت. همچنین معادله خطی خوب بین انرژی کل پیوندهای هیدروژنی با مجموع چگالی الکترونی در پیوندهای هیدروژنی X-H…Y، مجموع تغییرات فاصله X-H، مجموع عدد اشغال اوربیتال ضد پیوندی X-H و مجموع تغییرهای فرکانس ارتعاش کششی X-H مشاهده شد. این معادله های خطی خوب نشان می دهد، این پارامترها، توصیفگرهای مناسبی برای قدرت پیوندهای هیدروژنی منفرد و انرژی کل این پیوندها در سامانه های در دست مطالعه هستند.

کلیدواژه ها:

پیوند هیدروژنی منفرد ، جفت باز آدنین-تیمین ، نظریه اتم ها در مولکول ها ، نظریه اوربیتال های اتمی طبیعی