Полиморфизм водородного связывания нуклеотидов и структурная организация молекулы ДНК тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.00.02, доктор физико-математических наук Комаров, Владислав Михайлович

• Комаров, Владислав Михайлович
• доктор физико-математических наук
• 2004

Оглавление диссертации доктор физико-математических наук Комаров, Владислав Михайлович

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА I. СОВРЕМЕННЫЕ АСПЕКТЫ ПРОБЛЕМЫ ЗАВИСИМОСТИ ВТОРИЧНОЙ СТРУКТУРЫ МОЛЕКУЛЫ ДНК ОТ НУКЛЕОТИДНОЙ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ.

1.1. Конформационный полиморфизм двойной спирали молекулы

1.2. «Пропеллеровая» структура укладки пар азотистых оснований.

1.3. Роль связанной воды в организации структурных форм молекул нуклеиновых кислот.

1.4. Некоторые особенности колебательной динамики равновесной структуры молекулы ДНК.

ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ.

ГЛАВА П. МЕТОД И ПОДХОДЫ.

2.1. Возможности современных теоретических подходов в исследовании структуры и свойств биомолекулярных си стем.

2.2. Особенности применения полуэмпирического квантово-химического MNDO/PM3 метода.

ГЛАВА Ш. ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ЭЛЕКТРОННОЙ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТВ ОДИНОЧНЫХ ПАР ОСНОВАНИЙ, НУКЛЕОЗИДОВ И НУКЛЕОТИДОВ.

3.1. Неплоское строение аминозамещенных азотистых оснований и скрытый полиморфизм водородного связывания уотсон-криковских пар.

3.2. Общая классификация структурного полиморфизма во всех известных типах пар.

3.3. Структурные и термодинамические особенности пар нуклеозидов и нуклеотидов.

ГЛАВА IV. НЕПЛАНАРНОСТЬ ВОДОРОДНОГО СВЯЗЫВАНИ Я УОТСОН-КРИКОВСКИХ ПАР И СТРУКТУРНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ АНТИПАРАЛЛЕЛЬНЫХ КОРОТКИХ ДВОЙНЫХ ЦЕПОЧКЕК ОЛИГОНУКЛЕОТИДОВ.

4.1. Полиморфизм структуры канонических пар и формирование зависимости кривизны двойной спирали от нуклеотидной последовательности.

4.2. Влияние зарядового состояния комплементарных цепей на термодинамическую стабильность Н -связывания оснований в олигонуклеотидах.

ГЛАВА V. ОСОБЕННОСТИ РАВНОВЕСНОЙ КОЛЕБАТЕЛЬНОЙ

ДИНАМИКИ ИЗОЛИРОВАННЫХ ДВОЙНЫХ СПИРАЛЕЙ ОЛИГОНУКЛЕОТИДОВ.

5.1. Неплоское строение аминозамещенных азотистых оснований и специфика колебательных мод нуклеотидов в водородно-связанных парах.

5.2. Формирование коллективной природы низкочастоного колебательного спектра двойных последовательностей олнгокуклеотидов.

ГЛАВА VI. ВЛИЯНИЕ СВЯЗАННОЙ ВОДЫ НА СТРУКТУРУ И

НИЗКОЧАСТОТНУЮ КОЛЕБАТЕЛЬНУЮ ДИНАМИКУ НУКЛЕОТИДНЫХ ДУПЛЕКСОВ.

6.1. Строение гидратного окружения нуклеотидного дуплекса и зависимость формы Н-спаривания оснований от распределения связанной воды.

6.2. Вклад гидратации в низкочастотную колебательную динамику олигонуклеотидного комплекса.

ВЫВОДЫ.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Полиморфизм водородного связывания нуклеотидов и структурная организация молекулы ДНК»

Актуальность проблемы. Исследование механизма структурообразования молекул нуклеиновых кислот, установление физических факторов инициирующих зависимость вторичной структуры двойных спиралей от нуклеотидной последовательности, остается одной из важнейших проблем физико -химической биологии.

Собраны вполне убедительные свидетельства того, что генетические процессы регуляции транскрипции обуславливаются главным образом специфическими ДНК-белковыми взаимодействиями и контролируются конформацией молекулы ДНК. И процесс узнавания конкретным белком конкретных мест ДНК, и способность двойной спирали к изгибовым деформациям определяются локальной структурой последовательности нуклеотидов [33,69-70]. В то же время имеющиеся экспериментальные структурные данные указывают на весьма н етривиальную природу происхождения уникальной геометрической гетерогенности нуклеотидных шагов в структуре ДНК.

Прежде всего, это касается наблюдаемого необычного многообразия форм самой спирали ДНК, т.е. ее конформационного полиморфизма. Вообще го воря, согласно постулированному в 50-х годах прошлого века принципу строгого пространственного изоморфизма плоских канонических AT и GC пар, любые комплементарные нуклеотидные последовательности должны обладать, однотипной, регулярной, плоско -параллельной укладкой азотистых оснований в структуре двойной спирали. Однако, в реальных условиях обнаруживается большое разнообразие спиральных форм: А , В, С, D и Z [32,33,71]. Все они оказываются различающимися своими основными структурными параметрами: числом пар оснований на виток, межплоскостными расстояниями между основаниями в стопках, межфосфорными расстояниями и др. При этом, А- и В- формы, а также С-, D-, образуют семейство правовинтовых спиралей. Тогда как Z- форма - это левая двойная спираль.

Считается, что реализация конкретной структуры полимофной формы ДНК (В-ДНК, А-ДНК или Z-ДНК) - это довольно сложный результат соотношения многих взаимодействий: водородного связывания плоских нуклеооснований, стэкинга (межплоскостного взаимодействия) пар оснований, взаимодействия между заряженными фосфорнокислыми группами, эффектов окружающей среды типа гидратации и наличия противоионов. Вместе с тем, по мнению многих авторов, определяющими здесь все же являются параметры окружающей среды и стэкинг оснований.

Наблюдается, также, и не простое, внутреннее своеобразие зависимости вторичной структуры от нуклеопгидной последовательности для каждой отдельной формы двойной спирали. Исходно плоские, уотсон-криковские AT и GC пары оказывается могут реализовывать разные неплоские укладки пар, с доминированием деформаций типа «пропеллера», «ступеньки» или «излома» водородных связей оснований [ 32 -43,71]. Весьма распространено представление, что такая гетерогенность геометрии в упаковке пар также определяется в значительной мере стэкинговыми возмущениями, которые различны в структуре разных последовательностей нуклеотидов [33].

Однако, стэкинговая гипотеза о происхождении структурной неоднородности двойной спирали ДНК не позволяет, на наш взгляд, непротиворечивым образом согласовать накопленные экспериментальные данные. Во -первых, относительная малость энергии стэкинговых взаимодействий по сравнению с энергетикой водородного связывания пар не может удовлетворительно объяснить наблюдаемый довольно большой разброс угловых искажений водородных связей оснований, доходящий до ~ 39°, как в "пропеллероподобных", так и в других видах деформаций пар в структуре двойных спиралей олигонуклеотидов [34-37, 42]. Во-вторых, становится непонятным существование очень больших деформаций в одиночных парах оснований, достигающих 49°, в структуре монокристаллов нуклеозидов и нуклеотидов [34]. В^ третьих, в рамках стэкинговой гипотезы весьма трудно понять появление симметрии в распределении углов пропеллерового разворота пл оскостей оснований во всем многообразии пар: водородное спаривание оснований реализуется не только с разными положительными, но и с разными отрицательными значениями угла пропеллера [34]. Указанные обстоятельства вынуждают некоторых экспериментаторов выдвигать предположение, что наблюдаемая некопланарность Н-спаривания оснований есть, вероятно, внутреннее свойство самих пар [36].

Все это дает основания заключить: для корректного описания структурно -функциональной организации молекул ДНК важно не только знание формального типа "буквенной" последовательности нуклеотидов, но и глубокое понимание лимитирующих физических факторов в определении устойчивости нуклеотидных цепочек и, прежде всего, в определении устойчивости простейших водородно -связанных нуклеотидных дуплексов.

Несколько лет тому назад нами, совместно с Полозовым Р.В. [1 -7] впервые была выдвинута идея о возможности реализации неплоского, пропеллероподобного варианта Н-спаривания уотсон-криковских пар, исходя из учета малой, но устойчивой исходной пирамидальности строения экзоциклических аминогрупп оснований, по которым происходит водородное связывание пар. Позднее, нами было также отмечено [8], что устойчивый зр3-гибридный характер орбиталей валентных N-H связей аминогрупп, определяющий инверсионную бистабильность неплоской геометрии этих групп, может инициировать еще более фундаментальную особенность строения комплементарных пар, а именно - их внутренний структурный полиморфизм Н-спаривания. Для уотсон криковских AT и GC пар оказывается возможным существование не единственной плоской геометрии водородного связывания оснований, как это многие считают, а шести неплоских, зеркально-симметричных пропеллерообразных и ступенькоподобных структур. Такой скрытый полиморфизм спаривания осн ований может играть важнейшую роль в определении формы двойных спиралей полинуклеотидов.

Последующие выполненные нами простейшие квантово -химические оценки конформационных особенностей Н-связывания различных типов пар оснований показали плодотворность этого предположения.

Из литературы известны многочисленные примеры теоретического исследования как на основе эмпирических подходов, так и с применением самых новейших методов компьютерной химии, проблемы структурной организации молекул нуклеиновых кислот. Практически все они направлены на обоснование доминирующей, стэкинговой модели появления и стабилизации деформации пар оснований в структуре модельных комплексов ДНК. Известно, правда, несколько попыток использования неэмпирических, ab initio квантово-химических схем расчета и для проверки идеи возможного влияния непланарности строения азотистых оснований на структурные особенности водородного связывания пар [44-48].

Однако, как показывает анализ имеющихся данных, драмати зм нынешнего общего состояния решения всей этой сложной и деликатной проблемы заключается в том, что очень часто анализируемые эффекты от вкладов тех или иных видов возмущений в энергетику нуклеотидных комплексов, оказываются весьма малыми по величине и взаимно противоположными по знаку. При этом, ошибки используемых теоретических методов нередко оказываются сравнимыми с величинами самих оцениваемых эффектов. Так, например, известно, что выигрыш в энергии при переходе от плоской структуры к неплоской в простейших ароматических аминопроизводных (в том числе и в азотистых основаниях) имеет величину порядка 1 ккал/моль. В то же время, погрешности, например, одного из самых популярных в последнее время неэмпирического, квантово-химического метода такого, как HF/6-31(d,p)//MP2/6-31(d,p), при оценке энергетики молекулярных структур и комплексов достигают величины порядка -2-4 ккал/моль [49-50]. По этим причинам, результаты и выводы многих работ оказываются сильно зависящими не только от вида модельного комплекса и от вида сделанных допущений, но также и от типа используемой методики расчета и потому весьма часто не согласуются друг с другом.

Прецизионных экспериментальных данных, типа данных газовой электронографии или микроволновой спектроскопии, по геометрии изолированных комплексов пар оснований, нуклеозидов или нуклеотидов, в силу слабой термостабильности исходных нуклеиновых компонент, в настоящее время нет.

Поэтому, дальнейшие теоретические всесторонние исследования механизма струюурообразования молекул дезоксирибонуклеиновых кислот, на базе учета особенностей электронного строения непланарных форм спаривания комплементарных AT и GC пар и с привлечением адекватных квантово -химических подходов, представляются крайне важными, носят приоритетный характер и тем самым определяют актуальность данной темы диссертации.

Дели исследования. Основная цель работы заключалась в обосновании ключевой роли скрытого полиморфизма водородного связывания уотсон-криковских пар оснований в определении физического механизма зависимости вторичной структуры двойной спирали ДНК от нуклеотидной последовательности.

Поскольку гидратация является важнейшим, неотрывным элементом структурно -динамической организации молекул ДНК, то в работе, в тесном единстве с главным вопросом, теоретически был проанализирован и вопрос о влиянии молекул связанной воды на стабилизацию уникальной геометрии и на формирование функциональной специфики равновесной колебательной динамики пар оснований в структуре олигонуклеотидных двойных цепочек.

Научная новизна работы. В процессе выполнения теоретических исследований был получен ряд новых научных результатов. Среди них:

• На основе использования современного полуэмпирического MNDO/PM3 квантово-химического подхода впервые показано, что неплоский характер водородного связывания азотистых оснований в большинстве известных пар с двумя или тремя водородными связями является изначальным, внутренним свойством самих пар. Это свойство определяет у 28 возможных типов пар не один, плоский вариант Н-связывания, а в общем случае 81 вариант геометрии спаривания оснований.

• Получено, что: а) для уотсон-криковских AT пар, как и для многих других пар, в водородном связывании которых принимает участие одна аминогруппа, характерно двукратное вырождение Н-спаривания, с реализацией двух зеркально-симметричных струюур типа "пропеллера"; б) для уотсон-криковских GC и других пар, с двумя аминогруппами в водородных связях, характерно четырехкратное вырождение спаривания, с образованием попарно симметричных структур «пропеллера» и «ступеньки»; в) диапазон углов пропеллера и излома в некопланарных конфигурациях пар -довольно широк и составляет +40 -s- -40 градусов.

• Продемонстрирована гетерогенность колебательно-вращательных и термодинамических характеристик полиморфизма спаривания оснований.

• Показано сохранение некопланарного полиморфизма уотсон-криковских пар в условиях структуры двойных спиралей олигонуклеотидов. Проиллюстрировано, как накопление геометрических отличий в укладке AT и GC пар может инициировать зависимость формы спирали от нуклеотидной последовательности.

• Установлена важная роль непланарности Н -связывания оснований в формировании коллективной природы низкочастотных мод колеба тельного спектра двойных цепочек олигонуклеотидов.

• Показано, что водное окружение не только стабилизирует структурную гетерогенность укладки во дородно-связанных оснований, но и активно участвует в определении функционально важных свойств равновесной колебательной динамики олигонуклеотидных дуплексов.

Научно-практическое значение работы. Полученные результаты имеют, прежде всего, важное методологическое значение. Они существенно расширяют и обобщают представления о физическом механизме структурно -динамической организации двойной спирали ДНК. Указывают на лимитирующие факторы формирования фундаментальной функциональной зависимости вторичной структуры молекул нуклеиновых кислот от нуклеотидной последовательности.

Результаты работы могут быть использованы в построении новых технологий ДНК -расчетов, в создании современных учебно -методических курсов с углубленным описанием особенностей электронного строения и свойств биологических макромолекул, а также могут найти активное применение в биотехнологических разработках, в проектировании новых эффективных лекарственных препаратов на основе интеркаляторов в ДНК -структуры.

Структура и объем работы. Диссертация представлена в стандартной форме и состоит из введения, обзора литературы (Глава I), описания используемого метода и подходов (Глава II), результатов исследования (Главы III -VI), выводов и списка литературы. Работа изложена на 181 страницах, содержит 20 рисунков, 35 таблиц, 250 литературных ссылок.

Заключение диссертации по теме «Биофизика», Комаров, Владислав Михайлович

Таким образом, проведенное в работе комплексное квантово-химическое исследование структурных, спектральных и термодинамических особенностей процесса водородного связывания нуклеотидов в структуре коротких двойных цепочек ДНК позволяет сделать следующие ОБЩИЕ ВЫВОДЫ:

1. Показано, что непланарность водородного связывания пар азотистых оснований по неплоским аминогруппам является внутренним свойством самих пар.

2. В отличие от общепринятого мнения, комплементарные и многие хугстеновские пары характеризуются не одной, а несколькими формами спаривания.

Структурный полиморфизм связывания оснований по одним и тем же водородным связям, с образованием "пропеллероподобных" и "ступенькообразных" форм, обладает широким диапазоном угловых деформаций. Углы пропеллера и излома пар могут доходить до ±40°. Сдвиги плоскостей оснований в парах могут достигать величины ~ 1 А.

3. В структуре изолированных коротких двойных цепей олигонуклеотидов, уотсон-криковские пары сохраняют свой "пропеллеровый" или "ступенько-образный" характер Н-спаривания. В появлении зависимости формы двойной спирали от нуклеотидной последовательности определяющую роль играет накопление, по мере роста цепи, непланарностей в укладке AT и GC пар.

4. В равновесной колебательной динамике двойных спиралей олигонуклеотидов коллективный характер большинства низкочастотных мод инициируется, в значительной мере, эффективным «перепутыванием» колебаний за счет неплоского водородного связывания уотсон-криковских пар.

5. В структурно-динамической организации молекулы ДНК связанная вода выполняет роль универсальной матрицы.

С одной стороны, она стабилизирует уникальную непланарную укладку уотсон-криковских пар в струшуре двойных последовательностей, нивелирует концевые эффекты, за счет водных сшивок улучшает стэкинг оснований. Разная концентрация связанной воды реализует разные полиморфные формы Н-спаривания оснований.

С другой стороны, наличие связанного водного окружения перераспределяет активность мод в низкочастотной колебательной динамике нуклеотидов. Появляются колебательные моды с защитными свойствами к тепловой денатурации структуры двойной спирали.

6. Важнейшим следствием некопланарной укладки уотсон-криковских пар в струюуре антипараллельных двойных цепочек олигонуклеотидов является возникновение нескомпенсированной составляющей электрического дипольного момента вдоль оси спирали. Накопление этой составляющей в длинных полинуклеотидных последовательностях может являться физической причиной генерации наблюдаемых гигантских дипольных моментов в молекулах ДНК.

Список литературы диссертационного исследования доктор физико-математических наук Комаров, Владислав Михайлович, 2004 год

1. Leslie A.G.W., Arnott S., Chandrasekaran R., Ratliff R.L. "Polymorphism of DNA double helices", J.Mol.Biol, 143,49-72 (1980).

2. Saenger, W. "Principles of Nucleic Acid Structure", Springer-Verlag, Berlin, 1984.

3. Wilson, C.C. "An analysis of conformational parameters in nucleic acid fragments". Nucleic Acid Res., 15, 8577-8591 (1987).

4. Wilson, C.C., Tollin P. "Propeller twisting in single crystals of nucleosides". Nuleosides &Nucleotides., 6, 643-653 (1987).164

5. Wilson, C.C. "The effect of exocyclic substituents on base-pair propeller twist". Nuleosides & Nucleotides., 9,479-488 (1990).

6. Wilson, C.C. "Analysis of conformational parameters in nucleic acid fragments. II. Co-crystal complexes of nucleic acid bases". Nucleic Acid Res., 16, 385-393 (1988).

7. Wilson,C.C. "Analysis of conformational parameters in nucleic acid fragments. III. Very short chain oligonucleotides. The effect of base stacking". Nucleic Acid Res., 16,4752-4759 (1988).

8. Dickerson, RE. "Base sequence and helix structure variation in В and A DNA". J.Mol.Biol., 166,419-441 (1983).

9. El Hassan M.A, Calladine C.R., "Propeller-Twisting of Base-pairs and the Conformational Mobility of Dinucleotite Steps in DNA". J.Mol.Biol., 259, 95-103 (1996).

10. Heineman U., Alings C., Hahn M. "Crystallographic studies of DNA helix structure", Biophys.Chem., 50, 157-167 (1994).

11. Jursa J., Kypr J. "Geometries and energies of watson-crick base pairs in oligonucleotide crystal structures". Gen.Physiol.Biophys., 12, 401-409 (1993).

12. Aymami J., Coll M., Frederick C.A., Wang A.H.-J., Rich.A." The Propeller DNA Conformation of Poly(dA).poly(dT)". Nucleic Acid Res. 17, 3229-3245 (1989).

13. Leszczynski, J. "Are the amino groups in the nucleic acid bases coplanar with the molecularrings? Ab initio HF/6-31G* and MP2/6-31G* studies". Int.J.Quant.Chem. Quant.Biol.Symp., 19,43-45 (1992).

14. Sponer, J., Hobza, P. "Nonplanar geometries of DNA bases: ab initio second-order MP study". J.Phys.Chem., 98, 3161-3164 (1994).

15. Sponer, J., Hobza, P. "DNA Base amino groups and their role in molecular interactions: Ab initio and preliminary density functional theory calculations". IntJ.Quant.Chem., 57, 959-970 (1996).

16. Sponer, J., Leszczynski, J., Hobza, P. "Structure and energy of hydrogen-bonded DNA- base pairs A nonempirical study with inclusion of electron correlation". J.Phys.Chem., 100,1965-1974 (1996),

17. Sponer, J., Florian, J., Hobza, P., Leszczynski, J. "Nonplanar DNA base pairs". J.Biomol.StructDynamics., 13, 827-833 (1996).

18. Florian J., Lezsczynski J. "Spontaneous DNA Mutations induced by proton transfer165in the Guanine.Cytosine base pairs: An Energetic perspective J.Am.Chem.Soc., 118, 3010-3017(1996)50. http://www.GAUSSIAN.com; http://gaussian.icm.edu.pl/broceof.htm).

19. Watson, J.D., Crick, F. H. C. "A Structure of Deoxyribose Nucleic Acid". Nature, 171,737-738 (1953).

20. Belmont P, Constant J.-F., Demeunynck M. "Nucleic acid conformation diversity: from structure to function and regulation". Chem. Soc. Rev., 30,70-81 (2001)

21. Dickerson R. E., Drew H. R., Conner B. N., Wing R. M.,. Fratini A.V., КоркаM. L. "The anatomy of A-, B-, and Z-DNA". Science 216: 475-485 (1982).

22. Forner W., Otto P., Ladik J.: «Energies of interactions between purine and pyrimidine bases in B- and Z-DNA». Chem. Phys., 86,49-56 (1984).

23. Hobza P., Sponer J. "Structure, energies and dunamics of nucleic acid base pairs: nonempirical ab initio calculations". Chem.Rev., 99,3247-3276 (1999).

24. Sponer, J., Leszczynski, J., Hobza, P. "Hydrogen bonding and stacking of DNA bases: A review of quantum-chemical ab initio studies". J.Biomol.StructDyn., 14,117-135 (1996).

25. Florian J, Sponer J, Warshel A. "Thermodynamic Parameters for Stacking and Hydrogen Bonding of Nucleic Acid Bases in Aqueous Solution: Ab initio/Langevin Dipols Study". J.Phys.Chem., B103, 884-893 (1999)

26. El Hassan M.A, Calladine C.R. "The Assessment of the Geometry of Dinucleotide Steps in Double-Helical DNA; a New Local Calculation Scheme", J.Mol.Biol., 251, 648-664 (1995).

27. Texter J. "Nucleic Acid-water interactions". Prog.Biophys.Mol.Biol., 33, 83-97 (1978).

28. Wolf В., Hanlon S. "Structural Transitions of Deoxyribonucleic Acid in Aqueous Electrolyte Solutions, II. The Role of Hydration", Biochemistry, 14,1661-1670 (1975).

29. Kennard O., Cruse W.B.T., Nachman J., Prange Т., Shakked Z., Rabinovich D. "Ordered Water Structure in an A-DNA Octamer at 1 .lA Resolution", J.Bomol.Struct.Dyn., 3,623- 647 (1986).

30. Lan Т., McLaughlin L.W. "Minor Groove Hydration Is Critical to the Stability of DNA Duplexes", J.Am.Chem.Soc., 122,6512-6513 (2000).

31. Saenger W. "Structure and dynamics of water surrounding biomolecules". Ann.166

32. Rev. Biophys. Biophys. Chem. 16, 93 114(1987).

33. Сухоруков Б.И. «Протоны среды h воды в пространственной организации и стабильности ДНК». Автореф. дисс. докт. хим. наук., М. Институт химической физики АН СССР, 1988.

34. Семенов М.А. «Гидратация и структурные переходы нуклеиновых кислот в конденсированном состоянии», Дисс. на соискание ученой ст. док.физ.-мат.наук., Москва, МГУ, (1989).

35. Букин В.А. «Экспериментальные исследования гидратации ДНК», Мол.биол., 21,615- 629(1987).

36. Веркин Б.И., Янсон И.К., Суходуб Л.Ф., Теплицкий А.Б. «Взаимодействия биомолекул. Новые экспериментальные подходы и методы», Киев, Наукова думка, 1985.

37. Благой Ю.П., Галкин В.Л., Гладченко Г.О., Корнилова С.В., Сорокин В.А., Шкорбатов А.Г. Металлокомплексы нуклеиновых кислот в растворах. Киев: Наукова думка. 1991 .-270с.

38. Perez-Martin J., De Lorenzo V. "Clues and Consequences of DNA bending in transcription". Annu. Rev. Microbiol. 51, 593-628 (1997).

39. Allemann R. K., Egli M. "DNA Recognition and Bending". Chem. Biol. 4,643-650 (1997).

40. Dickerson R. E. "DNA structure from A to Z". Methods Enzymol. 211, 67-111 (1992).

41. Falk M., Hartman K.A.,Jr., Lord R.C. "Hydration of Deoxyribonucleic Acid. II. An Infrared Study". J.Am.Chem.Soc., 85, 387-391 (1963).

42. Falk M., Hartman K.A.,Jr., Lord R.C. "Hydration of Deoxyribonucleic Acid. III. A Spectroscopic Study of the Effect of Hydration on the Structure of Deoxyribonucleic Acid". J.Am.Chem.Soc., 85, 391-394 (1963).

43. Falk M., Poole A.G., Goymour C.G. "Infrared Study of the State of Water in the Hydration Shell of DNA". Can.J.Chem., 48,1536-1542 (1970).

44. Jeffrey G.A., Saenger W. "Hydrogen bonding in biological structures." Springer Verlag, 1991, 569 p.

45. Sponer J., Kypr J. "Close mutual contacts of the amino groups in DNA" Int. J. Biol. Macromol., 16, 3-10 (1994)

46. Christen D., Minkwitz R., Nass R. "Microwave spectrum of inversion and molecular structure of FNH2".J.Am.Chem.Soc., 109, 7020-7024 (1987).

47. Brown R.D., Godfrey D.M., Kleibomer B. "The Inversion-Torsion Motion in Vinilamine". J.Mol.Spectrosc., 124,21-33 (1987).

48. Brown R.D., Godfrey D.M., Kleibomer B. " Microwave spectrum and structure of cyanamide: semirigid bender treatment". J.Mol.Spectrosc., 114,257-273 (1985).

49. Roussy, G., Nonat, A.: "Determination of the equilibrium molecular structure of inverting molecules by microwave spectroscopy: Application to aniline". J.Mol.Spectrosc., 118(1986), 180-188.

50. Brand J.C.D., Williams D.R., Cook T.J."Vibrational Analysis of the First Ultraviolet Band System of Aniline",J.Mol.Spectrosc. 20, 359-380 (1966).

51. Calapietro M., Dominicano A., Portalone G., Schultz G., Hargittai I." Molecular Structure of p-Aminobenzene in the Gaseous Phase and in the Crystal" J.Phys.Chem., 91, 1728-1737 (1987).

52. Brown R.D., Godfrey D.M., McNaughton D., Pierlot A.P. "Tautomers of cytosine by microwave spectroscopy". J.Am.Chem.Soc., Ill, 2308-2310 (1989).

53. Brown R.D., Godfrey D.M., McNaughton D., Pierlot A.P. "A study of the major gas-phase tautomer of adenine by microwave spectroscopy". Chem. Phys. Lett., 156,61-63(1989).

54. Calladine C.R. "Mechanics of sequence-dependent stacking of bases in B-DNA". J. Mol. Biol., 161,343-363 (1982).

55. Hunter C.A., Lu X.J. "DNA base-stacking interactions: a comparison of theoretical calculations with oligonucleotide X-ray crystal structures", J. Mol. Biol., 265,603619 (1997).

56. Maevsky A.A., Sukhorukov B.I. "IR study of base stacking interactions". Nucl. Acid. Res., 8, 3029-3045 (1980).

57. Аксенов С.И. «Состояние воды и ее роль в динамике биологических структур». Автореферат на соиск. уч. степени доктора физ.-мат. наук. Изд. Московского Университета, МГУ. 1979.

58. Saenger W., Hunter W.N., Kennard O. "DNA conformation is determined by economics in the hydration of phosphate groups". Nature, 324, 385-388 (1986).

59. Prohofsky E. W., Van Zandt L. L., Kohli M., Lu К. C., Mei M. N., Putnam B. "Phonons in the DNA Double Helix". J. Physique 42, 6-56 (1981).

60. Chen YZ, Prohofsky EW. "Sequence and temperature dependence of the interbase hydrogen-bond breathing modes in B-DNA polymers: comparison with low-frequency Raman peaks and their role in helix melting". Biopolymers 35, 573-582 (1995).

61. Chen Y.Z., Mohan V., Griffey R.H. "Principal Torsion Angles of Collective Motions in Biomolecules: A Study on Single Base Opening in DNA Duplexes". Phys.Rev. E58, 909-913 (1998).

62. Urabe H., Tominaga Y. "Low frequency spectra of DNA". J.Phys.Soc.Jap., 50, 3543-3544(1981).

63. Urabe H., .Hayashi H., Tominaga Y., Nishimura Y., Kubota K., Tsuboi M. "Collective Vibration Modes in Molecular Assembly of DNA and Its Application to Biological System. Low Frequency Raman Spectroscopy". J.Chem.Phys., 82, 531535 (185).

64. Sclavi В., Powell J.W., Kim J., Lee S.A. "Low frequency vibrational dynamics of polynucleotide DNA films." Bull. Am. Phys. 39, 885 (1994).

65. Chou K.C., Maggiora G.M., Mao.B. "Quasi-Continuum Models of Twist-Like and According-Like Low-Frequency motions in DNA". Biophys J. 35, 573 (1989).

66. Lisy V., Miskovsky P., Brutovsky В., Chinsky L.'Tnternal DNA Modes below 25 cm"1: A Resonance Raman Spectroscopy Observation". J. Biomol Struct Dynamics 14,517-523 (1997).

67. Volkov, S.N.; Kosevich, A.M. "Theory of low-frequency vibrations in DNA macromolecules". J. Biomol Struct Dynamics 8, 1069 (1991).

68. Cocco, S.; Monasson, R. "Theoretical study of collective modes in DNA at ambient temperature". J. Chem Phys 112, 10017-10033 (2000).

69. Saxena, V.K.; Van Zandt, L.L. "Plasmon interpretation of 25 cm"1 mode in DNA. J. Biomol. Struct. Dynamics. 10,227 (1992).

70. Van Zandt L.L., Saxena V.K. "Vibrational local modes in DNA polymer". J.Biomol. Struct Dynamics. 11, 1149 (1994).

71. Волков С.Н. "Конформационная зависимость низкочастотных колебаний макромолекулы ДНК". Киев, ИТФ, 1990

72. Stuart, A., Myers, L. С., Powell, J. W., and Peticolas, W. L. "Far-Infrared Vibrational Spectra of Intrinsic Bending Sequences and Dickerson Dodecamer Variants," Bull. Am. Phys. 36, 403 (1991).

73. Markelz, A.G.; Roitberg, A.; Heilwiel, E.F. "Pulsed Terahertz Spectroscopy of DNA, Bovine Serum Albumin and Collagen Between 0.1 and 2.0 THz". Chem. Phys.Lett., 320,42-48 (2000)

74. Woolard, D.L.; Globus, T.R.; Gelmont, B.L.; Bykovskaja, M.; Samuels, A.C.; Cookmeyer, D.; Hesler, J.L.; Crowe, T.W.; Jensen, J.O.; Jensen, J.L.; Loerop, W.R. "Submillimeter-wave phonon modes in DNA macromolecules". Phys.Rev. E65, 051903 (2002).

75. Globus, T.R.; Woolard, D.L.; Samuels, A.C.; Gelmont, B.L.; Hesler, J.L.; Crowe, T.W.; Bykovskaja, M. J. "Submillimeter-Wave FTIR Spectroscopy of DNA Macromolecules and Related Material," J.Appl. Phys 91, 6106-6113 (2002).

76. Markelz A., Whitmire S., Hillebrecht J., Birge R. "THz time domain spectroscopy of biomolecular conformational modes". Physics Med.Biol. 47, 3797-3805 (2002).

77. Хобза П., Заградник P. Межмолекулярные комплексы. Издательство «МИР», Москва, 1989.

78. Суходуб Л.Ф. «Взаимодействия и гидратация нуклеотидных оснований в вакууме. Экспериментальные исследования. II. Копланарные и стопочные димеры». Препринт Физико-технического института низких температур АН УССР, Харьков, 1987.

79. BetaI.A., Michalarias I., FordR.C., Li J.C., Bellisent-FunelM.-C. "Quasi-elastic Neutron Scattering Study ofHydrated DNA", Chem.Phys. 292, 451-454 (2003)

80. Foresman J.B., Frisch Eileen "Exploring Chemistry with Electronic Structure Methods", Second Edition. Pittsburgh: Gaussian Inc. 1996.

81. Буркерт У., Эллинджер Н.Л. Молекулярная механика. М, Мир, 1986.

82. Кларк Т. Компьютерная химия, М, Мир, 1990

83. Дашевский В.Г. Конформационный анализ макромолекул. М., Наука, 1987

84. Полозов Р.В. Метод полуэмпирического силового поля в конформационном анализе биополимеров. М., Наука. 1981

85. Китайгородский А.И. Молекулярные кристаллы.М., Наука, 1971.118. http://www.amber.ucsf.edu/amber119. http://www.accelrys.com/insight/charmm120. http://wwwigc.ethz.ch/gromos121. http://www.chemistry-software.eom/hyperchem/hyperchem7.5

86. Lavery R. "Modelling nucleic Acids: Fine Structure, Flexibility and Conformational Transitions", in Advances in Computational Biology. (Eds. Hugo O.V., Greenwich C.T.) JAI Press Inc; 69-145 (1994).

87. McCammon JA., S. C. Harvey S.C. "Dynamics of Proteins and Nucleic Acids", Cambridge University Press, Cambridge, 1987.

88. Calladine, C. R. & Drew, H. R. Understanding DNA. The Molecule andHow it Works. Second Edition. Academic Press, San Diego, С A. (1997).

89. Poland D., Scheraga H.A. "Phase transitions in one dimension and the helix-coil transition inpolyamino acids". J. Chem. Phys. 45, 1456-1463 (1966).

90. Poland D., Scheraga H.A. "Occurrence of a phase transition in nucleic acid models". J. Chem. Phys. 45:1464-1469 (1966).

91. Poltev V.I., Shulypina N.V. "Simulation of Interactions Betwee Nucleic Acid Bases by Refined Atom-Atom Potential Functions". J. Biomol. Struct. Dyn., 3, 739-765 (1986).

92. Lavery R, Hartmann B. "Modelling DNA Conformational Mechanics", Biopys.Chem., 50, 33-45 (1994).

93. Cheatham ТЕ 3rd, Kollman PA. "Observation of the A-DNA to B-DNA transition during unrestrained molecular dynamics in aqueous solution". J Mol Biol. 259,43444 (1996).

94. Kosikov К. M., Gorin A.A., Zhurkin V.B., Olson W.K. DNA stretching and compression: large-scale simulations of double helical structures. J.Mol.Biol., 289, 1301-1326. (1999),

95. Klenin K.V., Frank-Kamenetskii M.D., Langowski J. "Modulation of Intramolecular Interactions in Superhelical DNA by Curved Sequences: a Monte

96. Carlo Simulation Study". Biophys. J., 68, 81-88 (1995)

97. Louise-May S., Auffinger P., Westhoff E. "Calculations of Nucleic Acid Conformations". Cur.Opin.Struct.Biol., 6, 289-298 (1996).

98. Edelwirth M., Freund J., Sowerby S J., Heckl W.M. "Molecular Mechanics Study of Hydrogen Bobded Self-Assembled Adenine Monolayers on Graphite". Surface Sci., 417, 201-209 (1998).

99. Reddy S.Y., Leclerc F., Karplus M. "DNA Polymorpism. I. A Comparison of Force Fields for Nucleic Acids". Biophys J., 84,1421-1449 (2003).

100. Hartman В., Lavery R. "The Conformation and Stability of Ribonucleic Acids: Modelling Base Sequence Effects in Double Stranded Helixes". J.Biomol.Struct. Dyn., 7, 363-380 (1988).

101. Нестерова E.H., Чуприна В.П., Полтев В.И. «Возможные В-конформации фрагментов ДНК с чередующимися пурин-пиримидиновыми последовательностями». Мол.биол., 32,668-677 (1998).

102. Hartman В., Lavery R. "DNA Structure Forms". Quart.Rev.Biophys., 29, 309-368 (1996).

103. Bloomfield, V. A., Crothers, D. M. & Tinoco, I., Jr. Nucleic Acids: Structures, Properties, and Functions. University Science Press, New York, NY. (2000).

104. Auffinger P., Westhof E. "Water and Ion Binding Around r(UpA)12 and d(TpA),2 Oligomers Comparison with RNA and DNA (CpG)i2 Duplexes". J.Mol.Biol., 305, 1057-1072(2001).

105. Levitt M. "Computer Simulation of DNA Double Helix Dynamics". Cold Spring Harbor Symp. Quant. Biol. 47,251-261 (1983).

106. Sinden, R. R. DNA Structure and Function. Academic Press, San Diego, С A. (1994).

107. Sprous, D., Young, M. A. & Beveridge, D. L. "Molecular dynamics studies of axis bending in d(G5-(GA4T4C)2-C5) and d(G5-(GT4A4C)2-C5): Effects of sequence polarity on DNA curvature". J. Mol. Biol. 285, 1623-1632 (1999).

108. Lyubartsev A.P., LaaKsonen A. "Molecular Dynamics Simulations of DNA in Solution with Different Counter-ions". J.Biomol.Struc.Dyn., 16, 579-592 (1998).

109. Воробьев И.Н. «Метод конформационных расчетов больших фрагментов нуклеиновых кислот». Мол. Биол. 17, 181-270 (1983).

110. Olson W.K., Zurkin V.B. "Modelling DNA Deformations". Curr.Opin.Struc.Biol., 10, 286-297 (2000).

111. Tidor В., Irikura K.K., Brooks B.R., Karplus M. "Dynamics of DNA Oligomers". J.Biomol.Struc.Dyn., 1,231-252 (1983).

112. Eisenhaber F.,Tumanyan V.G. "Structure of the Hydration Shell of the Polydeoxyribonucleotides in B-form Poly(dA-dC).poly(dG-dT) and Poly(dA-dG). poly(dC-dT) Obtained by Monte Carlo Simulations" Biofizika, 33 422 429 (1988).

113. Eisenhaber F., Eisenmenger F., Tumanyan V.G., Gunia W. "Hydration of B-DNA: Comparison of the Water Network Around Poly(dG).poly(dC) and Poly(dG-dC).poly(dG-dC) on the Basis of Monte Carlo Computations" Biopolymers, 28, 741 -761 (1989).

114. Eisenhaber F., Mannik J.H., Tumanyan V.G. "Structural Principles of B-DNA Grooves Hydration in Fibres as Revealed by Monte Carlo Simulations and X-ray Diffraction" Biopolymers, 29 1453-1464 (1990).

115. Eisenhaber F., Tumanyan V.G., Abagyan R.A. "Structure of the Hydration Shells of 01igo(dA-dT).oligo(dA-dT) and OUgo(dA).oligo(dT) Tracts in B-type Conformation on the Basis of Monte Carlo Calculations" Biopolymers, 30, 563-581 (1990).

116. Singh S., Patel P.K., Hosur R.V. "Structural polymorphism and dynamism in the DNA segment GATCTTCCCCCCGGAA-NMR investigations of hairpin, dumblell, nicked duplex, parallel strands, and I-motif". Biochemistry 36, 13214-13222 (1997).

117. Foloppe N., MacKerell A.D. "All-atom empirical force field for nucleic acids: I. Parameters optimization based on small molecule and condensed phase macromolecular target data'. J.Comput.Chem., 21, 86-104 (2000).

118. Башаров M.A., Волькенштейн M.B., Голованов И.Б., Ермаков Г.А., Научитель В.В., Соболев В.М. "Связь-связевые взаимодействия. I. Простое соотношение для оценок энергии связь-связь взаимодействия". Ж.структ.химии. 25, 31-35 (1984).

119. Башаров М.А., Волькенштейн М.В., Голованов И.Б.,Соболев В.М. "Связь-связевые взаимодействия. II. Барьеры внутреннего вращения в насыщенных органических молекулах ". Ж.структ.химии. 25, 36-41 (1984).

120. Башаров М.А., Волыеенштейн М.В., Голованов И.Б.,Соболев В.М. "Связь-связевые взаимодействия. III. Барьеры внутреннего вращения в ненасыщенных органических молекулах ". Ж.структ.химии. 25, 3-8 (1984).

121. Голованов И.Б. Метод связь-связевых взаимодействий. Автореф. Дисс. Докг. Физ.-мат. Наук. Институт химической физики АН СССР. М. 1988.

122. Young D. Computational Chemistry: A Practical Guide for Applying Techniques to Real World Problems, John Wiley & Sons, New York 2001.

123. Hinchliffe, Modelling Molecular Structures, 2nd ed., John Wiley & Sons, Chichester. 2000.

124. Leach A.R. Molecular Modelling: Principles and Applications, Addison Wesley Longman, Harlow 1996

125. Reuter N., Dejaegere A., Maigret D., Karplus M. "Frontier bonds in QM/MM methods: A comparison of different approaches". J.Phys.Chem., A 104,1720-1735(2000).

126. Luque F.J., Reuter N., Cartier A., Ruiz-Lopez M.F. " Calibration of the quantum/classical hamiltonian in semi-empirical QM/MM AMI and PM3 methods". J.Phys.Chem., A 104, 10923-10931 (2000).

127. Elcock A.H., LyneP.D., Mulholland A.J., Nandra A., Richards W.G. "Combined Quantum and Molecular Mechanical Study of DNA Cross-linking by Nitrous Acid". J.Am.Chem.Soc., 117,4706-4707 (1995).

128. Laughton C.A., Luque F.J., Orozko M. "Counterion Distribution Around DNA Studied by Molecular Dynamics and Quantum Mechanical Simulations". J.Phys.Chem., 99.11591-11599 (1995).

129. Iurek J., Bowman A.L., Sokalski W.A., Mulholland A.J. "MM and QM/MM Modelling of Threonyl-tRNA Synthetase: Model Testing and Simulation, Struct.Chem., 15, 409-418 (2004)

130. Tongraar A., Rode B.M. "Dynamic properties of water molecules in the hydration shells of NA+ and K+: ab initio QM/MM molecular dynamics simulations". Chem.Phys.Lett., 385, 378-383 (2004).

131. Mohan S., Yathindra N. "Sequence effects on the propeller twist of base pairs in DNA helixes". J.Biomol.Struct.Dyn., 9, 1195-1211 (1992).

132. Alexandrescu A., Drendel W.B., Sundaralingam M. "A highly propeller twisted adenine-adenine base pair in 8-tert-butyladenine". Acta Crystallogr., C47. 1041-1044(1991).

133. Hobza P., Sandorfy C. "Nonempirical calculations on all 29 possible DNA base pairs" J.Am.Chem.Soc., 109, 1302-1307(1987)

134. Hroda, V., Florian, J., Hobza, P.: "Structure, energetics, and harmonic vibrational spectra of the adenine-thymine and adenine*-thymine* base pairs: Gradient nonempirical and semiempirical study". J.Phys.Chem., 97, 1542-1557. (1993),

135. Sponer J, Hobza P. "Sequence dependent intrinsic deformability of the DNA base amino groups. An ab initio quantum chemical analysis" J. Mol. Struct. (THEOCHEM) 304, 35-40 (1994)

136. Spirko V., Sponer J., Hobza P. "Anharmonic and harmonic intermolecularvibrational modes of the DNA base pairs" J. Chem. Phys. 106, 1472-1479 (1996).

137. Sponer, J., Hobza, P. "Nonempirical ab initio calculations on DNA Base pairs". Chem.Phys. 204, 365-372 (1996).

138. Hobza P., Sponer J. "Significant structural deformation of nucleic acid bases in stacked base pairs: an ab initio study beyond Hartree-Fock" Chem.Phys.Lett. 288, 7-14(1998).

139. Shishkin O.V., Sponer J., Hobza P. "Intramolecular flexibility of DNA bases in adenine-thymine and guanine-cytosine Watson-Crick base pairs" J. Mol. Struct. 477,15-21 (1999).

140. Sponer J., Hobza P. "Molecular interactions of nucleic acid bases. A review of quantum-chemical studies" Collect. Czech. Chem. Commun. 68,2231-2282 (2003)

141. Sponer J, Leszczynski J., Hobza P. "Hydrogen bonding, stacking and cation binding of DNA bases". J.Mol.Struct.(THEOCHEM). 573,43-53 (2001)

142. Dive, G., Dehareng, D., Ghuysen, J.M.: "Energy analysis on small to medium sized H-bonded complexes". Theor.Chim.Acta., 85,409-421(1993),.

143. Sukhanov O.S., Shishkin O.V., Gorb L., Podolyan E., Leszczynski J. "Molecular structure and hydrogen bonding in polyhydrated complexes of adenine: A DFT study". J.Phys.Chem., В107,2846-2852 (2003).

144. Guerra C.F., Bickelhaupt F.M., Snijders J.G., Baerends E.J. "Hydrogen bonding in DNA base pairs: Reconcilation of theory and experiment". J.Am.Chem.Soc., 122, 4117-4128 (2000).

145. Subramaniam V., Sivanesan D, Ramasami t. "The role of solvent on the base stacking properties of the stacked cytosine dimmer". Chem.Phys.Lett., 290,189-192(1998).

146. Nowak M.J., Lapinski L., Kwatkowski J.S., Leszczynsky J. "Infrared Matrix isolation and ab initio quantum mechanical studies of purine and adenine". Spectrochim. Acta. 47A , 87-103 (1991).

147. Kwatkowski J.S., Leszczynsky J. "Molecular structure and vibrational IR spectra of cytosine and its trio and seleno analogues by Density Functional Theory and conventional ab Initio calculations". J. Phys. Chem. 100,941-953 (1996).

148. Gould I.R., Vincent M.A., Hillier I.H. "A new theoretical prediction of the infrared spectra of cytosine tautomers". // Spectrochimica Acta. 48A, 811-818 (1992).

149. Stewart E.L, Foley C.K., Allinger N.L., Bowen J.P. "An initio calculations with electronic corrlelation (MP2) on the nucleic acid bases and their methyl derivatives". J.Am.Chem.Soc. 116,7282-7286 (1994)

150. Малеев В.Я., Семенов M.A., Гасан А.И., Кашпур В.А. «Физические свойства системы ДНК-вода». Биофизика 38, 768-790 (1993).

151. Brown, R.D., Godfrey, P.D., Kleybomer, B.K.: "The conformation of formamide J. Molec. Spectroscopy., 124, 34-35 (1987).

152. Wright G.M., Simmonds R.J., Parry D.E. "Ab initio studies of the ground-state potential energy surface of formamide". J.Comput.Chem., 9, 600-6003 (1988).

153. Kwiatkowski J.S., Leszczynski J. "Molecular structure and vibrational IR-spectrum of formamide revised ab initio post-Hartree-Fock study". J.Mol.Struct., 297, 277-284(1993).

154. Louwen J.N., Jenneskens L.W. "Comparison Between Some Semi-empirical and ab initio Hartree-Fock Models for Description of Amides (Formamide Revised)". J.Phys.Org.Chem., 3, 711-722 (1990).

155. Ventura O.N., Rama J.B., Turi L., Dannenberg J.J. "Gase-phase structure and acidity of formohydroxamic acid and formamide: A comparative ab initio study". J.Phys.Chem., 99, 131-136(1995).

156. Wong M.W., Wiberg K.B. "Structure of acetamide: planar or nonplanar?". J.Phys.Chem., 96, 668-671 (1995)

157. Suenram R.D., Fraser G.T., Lovas F.J., Gillies C.W., Zozom J. "Microwave spectrum, structure and electric dipole moment of argon-formamide van-der-waals complex". J.Chem.Phys., 89,6141 (1988)

158. Ellrna J., Goeta A.E., Howard J.A.K., Wilson C.C., Antino J.C., Punte G. "Experimental evidence for the amino-group non-planarity in nitroanilines: neutron diffraction study of 2-methyl-5-nitroaniline at 100°K". Acta Cryst., 55, 209-215 (1999)

159. Волков C.H., Косевич A.M. «О конформационных колебаниях ДНК». Мол.биол., 21,797-806 (1987).

160. Давыдов А.С. Квантовая механика. Гос. изд. Физ.-мат. литер., М.; 1963.

161. Никитин Е.Е. Теория элементарных атомно-молекулярных процессов в газах. «ХИМИЯ». М. 1970.

162. Н.Ф.Степанов, В.И.Пупышев. Квантовая механика молекул и квантовая химия, Изд.МГУ, 1991

163. Мак-Вини Р., Сатклиф Б. Квантовая механика молекул. «МИР». М.1972.

164. Слэтер Дж. Электронная структура молекул.»МИР». М. 1965.

165. Hartree D.R. "The wave-mechanics of an atom with a non-Coulomb central field. Parti. Theory and methods". Proc. Camb. Phil. Soc., 24, 89-132 (1928).177

166. Минкин В.И, Симкин Б .Я, Миняев P.M. Теория строения молекул, «Высшая школа»,М,1979.

167. М.Дьюар. «Теория молекулярных орбиталей в органической химии», Мир. М,1972

168. Дж.Сегал (Ред.). Полуэмпирические методы расчета электронной структуры, т. 1,2 «МИР», М,1980

169. Современная квантовая химия, т.1, т.2., Мир, М. 1968

170. Moller С., Plesset M.S. "Moller-Plesset perturbation theory of order n for electron correlation". Phys. Rev., 46,618-624 (1934).

171. Pople J., Beveridge D.L. "Approximate Molecular Orbital Theory". McGraw-Hill, New York- 1970.

172. Dewar M.J. "The Molecular Theory of Organic Chemistry". McGraw-Hill, New York-1969.

173. Dewar M.J., Thiel W. "Ground States of Molecules. The MNDO Method. Approximations and Parameters". J. Am. Chem. Soc., 99,4899 (1977).

174. Dewar M.J., Zoebisch E.G., Healy E.F., Stewart J.P. "AMI: A New General Purpose Quantum Mechanical Molecular Model". J. Am. Chem. Soc., 107,. 39023909 (1985).

175. Stewart J.P. "Optimization of Parameters for Semiempirical Methods. I. Method". J. Comput. Chem., 10,209-220 (1989).

176. Stewart J.P. "Optimization of Parameters for Semiempirical Methods. II. Applications". J. Comput. Chem., 10,221-264 (1989).

177. Stewart J.J.P. "Optimization of Parameters for Semiempirical Methods. III. Extension of PM3 to Be, Mg, Zn, Ga, Ge, As, Se, Cd, In, Sn, Sb, Те, Hg, Tl, Pb, and Bi". J. Comput. Chem., 12,320-341 (1991).

178. Stewart J.J.P. "MOPAC: A General Molecular Orbital Package". QuantChem. Progr.Exch.(QCPE), 10,. 86-97 (1990).

179. Thiel W., Voityuk A. "Extension of the MNDO Formalism to d orbitals: Integral Approximations and Preliminary Numerical Results ". Theor. Chim. Acta., 81, 391404 (1992).

180. Klamt A., Schumann G. "COSMO: A New Approach to Dielectric Screening in Solvents with Explicit Expressions for the Screening Energy and its Gradient". J. Chem. Soc. Perkin Trans., 2,799-805 (1993).

181. Cramer C.J, Truhlar D.G. "PM3-SM3: A General Parameterization for Including Aqueous Solvation Effects in the PM3 Molecular Orbital Model". J.Comput.Chem., 13,1089-1097 (1992).

182. Cramer C.J, Truhlar D.G. "AM1-SM2 and PM3-SM3 Parameterized SCF Solvation Models for Free Energies in Aqueous Solution". J.Comput.-Aid. Mol.Design 6, 629-666 (1992).

183. Stewart J.J.P. "Application of Localized Molecular Orbitals to the Solution of Semiempirical Self-Consistent Field Equations". Int. J. Quant. Chem., 58, 133-146 (1996).

184. Diner S., Malrieu J.P., Claverie P. et al. "PCILO: Perturbation Configuration Interaction Using Localized Orbital Method in the CNDO Hypothesis". Theor. Chim. Acta. 13, 1-45 (1969).

185. Bhaumik S.R., Saran A., Govil G. "PCILO investigations on the conformation of two-base hairpin loop in DNA". Chem.Phys., 204, 205-211 (1996).

186. Tewar R. "Conformational preferences of modified nucleic acid bases N*(A2-isopentenyl)-adenine and 2-methyl-N6(A2-isopentenyl)-adenine by the quantum chemical PCILO calculations". Int.J.QuantChem., 34,133-142 (1988).

187. Becke A.D. "Density-functional thermochemistry. III. The role of exact exchange" J. Chem. Phys. 98, 5648-5652 (1993).

188. Lee C., Yang W., Parr R.G. "Development of the Colle-Salvetti correlation-energy formula into a functional of the electron density". Phys. Rev., 37,. 785 В (1988).

189. Miehlich В., Savin A., Stoll H., Preuss H. "Results obtained with the correlation energy density fimctionals of Becke and Lee, Yang and Parr". Chem. Phys. Lett., 157,200 (1989).

190. Dos Santos H., De Almeida W.B. "MNDO/AM1 /РМЗ quantum mechanical semiempirical and molecular mechanics barriers to inertial rotation: a comparative study". J. Mol. Struct (Theochem). 335, 29-139 (1995).

191. Barone G, Ramusino M.C., Barbieri R., La Manna G. "Semiempirical calculations on the interaction between dimethyltin(IV) and DNA model system". J.Molec.Stmct.(THEOCHEM), 335,129-139 (1995)

192. Lively T.N., Jurema M.W., Shields G."Hydrogen bonding of nucleotide base pairs: Application of the PM3 method". Int.J.Quant.Chem.,Quant.Biol.Symp. 21, 951994)

193. Herzberg G.: Molecular spectra and molecular structure. Electronic spectra and electronic structure of polyatomic molecules, Toronto-New York-London, 1966,

194. Cox J.O., Pilcher G. Thermochemistry of Organic and Organometallic Compounds, N.Y.: Acad. Press, 1970.

195. Taylor R., Kennard O. "The molecular structures of nucleosides and nucleotides. I The influence of protonation on the geometries of nucleic acid constituents", J.Molec.Struct., 78, 1-28 (1982).

196. Ogata, Т., Sugimoto, K.: "Microwave spectrum, barrier to internal rotation and dipole moment of methoxuallene". J.Molec.Struct., 190, 61-67 (1988).

197. Donohue J., Trueblood K.M. "Base pairing in DNA". J.Mol.Biol., 2, 363-371 (1960).

198. Dey M., Grotemeyer J. "Pair formation of free nucleobases and mononucleosides in the gas phase". Z.Naturforsch., 49a, 776-784 (1994).

199. Klassen, J. S.; Schnier, P. D.; Williams, E. R. "Blackbody Infrared Radiative ssociation of Oligonucleotide Anion." J. Am. Soc. Mass Spectrom., 9, 1117-1124 (1998).

200. Schnier, P. D.; Klassen, J. S.; Strittmatter, E. F.; Williams, E. R. "Activation Energies for Dissociation of Double Strand Oligonucleotide Anions: Evidence for Watson-Crick Base Pairing in Vacuo." J. Am .Chem. Soc., 120, 9605-9613 (1998).

201. Porschke D. "Electric dichroism". Methods Mol. Biology, 90, 241-258 (1997)

202. Porschke D. "Macrodipoles: Unusual electric properties of biological macromolecules".Biophys.Chem., 66,241-257(1997)

203. Porschke D. "DNA double helixes with positive electric dichroism and permanent dipole moments: Non-symmetric charge distributions and frozen configurations". Biophys.Chem., 49, 127-139(1994)

204. Antosiewicz J. Porschke D. "An unusual electrooptical effect observed for DNA fragments and its apparent relation to a permanent electric moment associated with bent DNA". Biophys.Chem., 33,19-30 (1989)

205. Кабанов A.B. "Особенности водородного связывания оснований в струюуре коротких двойных цепочек олигонуклеотидов". Автореф. диссерт. на соиск. уч. степ, канд.физ.-мат.наук. Пущино, 2002.

206. Leach A.R., Kollman P. A.: «Theoretical investigations of novel nucleic acid bases».J.Am.Chem.Soc., 114(1992), 3675-3683.

207. El Hassan, M. A., Calladine, C. R. "Two distinct modes of protein-induced bending in DNA". J. Mol. Biol. 282, 331-343 (1998).

208. Lindsay S.M., Lee S.A, Weidlich Т., Demarco C, Lewen G.D, Tao N.J, Rupprecht A. "The Origin of the A to В Transition in DNA Fibers and Films", Biopolymers 27, 1015-1043 (1988).

209. Hester, R.E., Girling, R.B.: Spectroscopy of Biological Molecules. The Royal Society of Chemistry; Cambridge, 1991

210. Sheina, G.G., Radchenko, E.D., Plokhotnichenko, A.M., Blagoj, Yu.P.: "IR spectra of associated and hydrated pyrimidine bases of nucleic acids in Ar matrix". Biofizika, 33 (1988), 741-746, (In Russian)

211. Ivanov, A.Yu., Plokhotnichenko, A.M., Radchenko, E.D., Sheina, G.G., Blagoj, Yu.P.: "FTIR spectroscopy of uracil derivatives isolated in Kr, Ar and Ne matrices: Matrix effect and fermi resonance". J.Molec.Struct., 372, 91-100(1995).

212. Nowak, M.J.: "IR matrix-isolation studies of nucleic acid constituents The spectrum of monomelic thymine". J.Molec.Struct., 193, 35-49 (1989) .

213. Duguid, J.G., Bloomfield, V.A., Benevides, J.M., Thomas, G.J.Jr.: "DNA melting investigated by differential scanning calorimetry and Raman spectroscopy". Biophys.J., 71, 3350-3360 (1996).

214. Florian, J.: "Scaled quantum mechanical force fields and vibrational spectra of solid-state nucleic acid constituents. 6. Guanine and guanine residue". J.Phys.Chem., 97 , 10649-10658(1993).

215. MacPhail, R.A., Williams, L.D., Jones, D.A., Shaw, B.R.: "Variable temperature infrared-spectroscopy of cytosine-guanine base-pairs-tautomerism versus polarization". J.Biomol.Struct.Dynamics., 9, 881-898 (1992).

216. Kwiatkowski, J.S., Leszczynski, J.: "Molecular structure and vibrational IR spectra of cytosine and its Thio and Seleno analogues by density functional theory and conventional ab initio calculations". J.Phys.Chem., 100,941-953(1996).

217. Tsuboi, M.: "IR and Raman spectra", in O.P.Ts'o (ed.) Basic Principles in Nucleic Acid Chemistry, vl. AP, NY, London, 1974.

218. Florian, J., Leszczynski, J.: "What changes occur in vibrational spectra of guanine and cytosine when they form the Watson-Crick base pair? A quantum chemical SCRF/6-31G* study". Int.J.Quant.Chem.:Quant.Biol.Symp., 22, 207-225 (1995).

219. Santamaria R., Charro E., Zacarias A., Castro M. "Vibrational spectrs of nucleic acid bases and their Watson-crick pair complexes". J.Comput.Chem., 20, 511-530 (1999).

220. Gavira J.M., Canpos M., Diaz G., Hermanz A., Navarro R. "Vibrational analysis and spectra of cytidine-3'-monophosphate (З'-СМР)". Vibr.Spectrosc., 15, 1-16 (1997)

221. Gorb L., Leszczynsky J. "Current Trends in Modelling Interactions of DNA Fragments with Polar Solvents', in "Computational Molecular Biology" of Theoretical Chemistry Book Series, v.8, 167-209 (1999), Elsevier

222. Cramer C.J., Truhlar D.G. "Implicit Solvation Models: Equilibria, Structure, Spectra, and Dynamics". Chem. Rev. 99,2161-2200 (1999)

223. Florian J., Baumruk V., Leszczynski J. "IR and Raman Spectra, Tautomeric Stabilities, and Scaled Quantum Mechanical Force Fields of Protonated Cytosine" J.Phys.Chem, 100, 5578-5589 (1996)

224. Teplukhin, A.V., Malenkov G.G., Poltev V.I. "Monte Carlo simulation of DNA fragment hydration in the presence of alkaline cations using novel atom-atom potential functions". J.Biomol.Struct.Dyn. 16(2), 289-300 (1998)

225. Zurkin, V.B.; Ulyanov, N.B.; Gorin, A.A.; Jernigan, R.L. "Static and statistical bending of DNA evaluated by Monte Carlo simulations". Proc. Natl. Acad. Sci. USA 88, 7046-7050(1991).

226. Kindt J.T., Schmuttenmaer C.A. "Far-Infrared Dielectric Properties of Polar Liquids Probed by Femtosecond Terahertz Pulse Spectroscopy". J.Phys.Chem., 100, 10373-10379(1996)

227. Юхневич Г.В. Инфракрасная спектроскопия воды. М.: "Наука", 1973.

228. Цундель Г. Гидратация и межмолекулярное взаимодействие. М.: «Мир», 1972.

229. Семенов М.А, Сухоруков Б.И., Малеев В.Я. «Гидратируются ли азотистые основания в ДНК при низких влажностях». Биофизика. 26, 979-984 (1981).

230. Шпольский Э.В., Ильина А.А., Климова А.А. "Спектры флуоресценции коронена в замороженных растворах". Доклады Академии Наук СССР. 87, 935 (1952).