Хугстиновские пары оснований
Сравнение детальной геометрии уотсон-криковских и
хугстиновских пар оснований.
Геометрические параметры хугстиновской пары 9-этиладенин - - 1-метилтимин были установлены методом дифракции нейтронов, который позволяет локализовать атомы водорода( Frey M.N. ea, 1973 ) (см. Рис. Хугстиновские пары оснований ). Уотсон-криковские А-U и G-C пары изоморфны , т.е. близки по форме и имеют одинаковые размеры (см. Рис. Схема водородных связей в РНК(ДНК) ). В А - U паре расстояние C1'...C1' равно 10.44 А, что примерно на 0.3 А меньше, чем в паре G - C, а углы между прямой, соединяющей эти атомы, и гликозидными связями C1'- N лежат в интервале 54,4 - 57.4 0. Если пренебречь этой незначительной разницей в 3 0, то можно считать, что гликозидные связи связаны друг с другом псевдоосью симметрии второго порядка. В хугстиновской паре расстояние C1'...C1' на 2А меньше, чем в уотсон-криковской, и составляет 8.654 А, а угол между соответствующей прямой и гликозидной связью C1'- N для пуриновых и пиримидиновых оснований различается более, чем на 10 0, т.е. псевдоось симметрии второго порядка отсутствует.
Два основания в уотсон-криковских парах некомпланарны, они повернуты друг относительно друга, подобно лопастям пропеллера. Угол пропеллера в паре А - U равен 12 0., а в паре G - C равен 7c. В противоположность этому основания в хугстиновской паре ( Frey M.N. ea, 1973) строго компланарны. Однако в других кристаллических структурах, например, в хугстиновской паре 9-метиладенин - 1-метил-5-иодурацил, наблюдается пропеллерный поворот, составляющий 9 0 ( Sakore T.D. ea, 1969 ).
Методом дифракции нейтронов в кристаллической структуре комплекса 1-метилтимин - 9-метиладенин была выявлена некоторая неупорядоченность. От 10 до 13% молекул 1-метилтимина в этих комплексах повернуты на 180 0 вокруг оси C6 - N3. На возможность образования такой структуры указывал в своей работе сам Хугстин ( Hoogsteen K., 1963 ). Она получила название обратной хугстиновской пары ( Рис. Обратные Хугстиновские пары оснований ). Возможно, одновременное присутствие прямых и обратных хугстиновских пар объясняется симметрией 1-метилтимина: поворот на 180 0приводит к тому, что место атома О4 занимает атом О2, при этом система водородных связей сохраняется.
