Üridin ve bazı üridin türevlerinde alkali metal katyonlarının N-glikozidik bağına etkilerinin moleküler orbital yöntemleri ile incelenmesi

Abstract

Bu çalışmada üridin (U) ve bazı üridin türevlerinin [2-aminoüridin (NH2-U), 2-brom üridin (Br-U), 2-florüridin (F-U), 2-metilüridin (Met-U) ve 2-etilüridin (Et-U)] bazı konfor merleri gaz fazında B3YLP/6-31+G(d,p) temel seti kullanılarak optimize edildi ve tüm hesaplamalar bunların içinde en kararlı olan konformerlerle devam etti. En kararlı üridin ve üridin türevleri tekrar B3YLP/6-311++G** temel seti kullanılarak optimize edildi ve frekans hesaplamaları yapıldı.Bu yapılara uygun konumdan Li+, Na+ ve K+ katyonları yaklaştırıldı. B3YLP/ 6-311++G** temel seti ile yapılan bu hesaplamalarda komplekslerin enerjileri, dipol momentleri, bağ uzunlukları, bağ açıları, dihedral açıları ve termodinamik nicelikleri bulundu. Alkali metal katyonlarının ve C2 konumundaki farklı substitüentlerin N-glikozidik bağına (N8-C11) etkileri incelendi. Alkali metal katyonlarında Li+ `dan K+ ya doğru gidildikçe N-glikozidik bağda kısalma gözlendi. -NH2, -CH3, -C2H5 grupları N-glikozidik bağ uzunluğunu artırırken, -F, -Br grupları bu bağı kısalttı. MIA olarak tanımlanan metal iyon afinitesi ile metal iyonlarının atomik numaraları arasında doğrusal bir ilişki bulundu. Metal bağı bu nükleosidlerde şeker halkasında hayali dönme (P) açısının değerini önemli derecede değiştirdi.Son olarak üridinde tek bir su molekülü kullanılarak kompleksleşmeye çözücünün etkisi incelendi. Buna göre tek bir su molekülü bile alkali metal katyonlarının (Na+ hariç) üçlü koordine bağ kurmasını engelledi.Bu çalışma ile nükleik asitlerin fonksiyonlarına ve konformasyonel davranışlarına metal iyonlarının ve bazı substitüentlerin etkisi aydınlatıldı.

In this study, some conformers of uridine and some uridine derivatives such as [2-aminouridine (NH2-U), 2-bromouridine (Br-U), 2-fluorouridine (F-U), 2-methyl uridine (Met-U) and 2-ethyuridine (Et-U)] were optimized in gas phase by B3YLP/ 6-31+ G(d,p) level of theory and all calculations have been continued by the most stable among of this conformers. The most stable uridine and uridine derivatives were optimized in gas phase by B3LYP/6-311++G (2d,2p) level of theory and their frequencies were performed. Cations (Li+,Na+ ve K+) and neutral molecules were determined the possible attacment sites and complexes were optimized in gas phase B3LYP/6-311++G (2d,2p) level of theory. Energies, dipole moments, bond-angles, bond lengths, dihedral angles, thermodynamics quantities of complexes were calculated in gas phase B3LYP/6-311++G level of theory. It was studied effects on the N-glycosidic bond of alkali metal cations and some substituents (N8-C11). All computational studies indicated that length of N8-C11 bond decreases from Li+ to K+. [-NH2, -CH3, -C2H5] groups increase length of N8-C11 bond and [-F, -Br] groups decrease length of N8-C11 bond. It is interesting to mention that correlations between metal ion affinity (MIA) and the atomic numbers (Z) were found. Metal binding significantly changes the values of the angles of pseudorotation P in the sugar unit of these nucleosides.Lastly, the influence of solvent on the coordination modes on uridine molecule was studied by only one water molecule. Accordingly, only even one water molecule hindered processing tri-coordinated bond of alkali metal cations(except Na+).It has been enlightened by this study that functions and conformational behaviors of nucleic asid have been affected by the presence of metal ions and some substituents.