ارزيابي اثر استخلاف‌هاي طبيعي بر قدرت پيوندهاي هيدروژني بين جفت باز آدنين-تيمين

در اين پژوهش با استفاده از نظريه تابعي چگالي، آناليز اتم‌ها در مولكول‌ها و آناليز اوربيتال‌هاي پيوندي طبيعي، قدرت پيوندهاي هيدروژني منفرد و انرژي برهمكنش كل، در جفت باز آدنين-تيمين (AT) همراه با استخلافات داكسي ريبوز (d) و فسفات (p)، مورد بررسي قرار گرفت. نتيجه‌هاي انرژي‌هاي الكتروني مطلق نشان مي‌دهد كه ساختارهاي داراي استخلاف از جفت باز مادر AT ، پايدارتر هستند. علاوه بر اين بر طبق نتيجه‌هاي انرژي پيوند هيدروژني، اتصال داكسي ريبوز از سمت آدنين نسبت به تيمين، باعث افزايش بيشتر قدرت پيوند هيدروژني كل شده است. در همه ساختارها، اتصال داكسي ريبوز باعث افزايش قدرت پيوند هيدروژني N-H…N و كاهش قدرت N-H…O مي‌شود. در حالي كه اتصال فسفات باعث تعديل اثر افزايشي استخلاف داكسي ريبوز بر روي قدرت پيوند هيدروژني مي‌شود. جالب است بدانيم كه پيوند C-H…O نسبت به دو پيوند هيدروژني ديگر ضعيف‌تر است، ولي استخلافات بالا اين پيوند هيدروژني را بيش تر از ديگران تحت تأثير قرار مي‌دهد. از سويي پيوند هيدروژني N-H…N قوي‌تر از دو پيوند ديگر است و بيش‌ترين مقدار انرژي اين پيوند متعلق به ساختار d-AT است. همچنين اين ساختار بالاترين انرژي كل پيوند هيدروژني را داراست. بر طبق نظريه اتم‌ها در مولكول‌ها مي‌توان قدرت پيوندهاي هيدروژني در جفت باز AT با استخلافات متفاوت را متوسط در نظر گرفت. همچنين معادله‌ خطي خوب بين انرژي كل پيوندهاي هيدروژني با مجموع چگالي الكتروني در پيوندهاي هيدروژني X-H…Y، مجموع تغييرات فاصله X-H، مجموع عدد اشغال اوربيتال ضد پيوندي X-H و مجموع تغييرهاي فركانس ارتعاش كششي X-H مشاهده شد. اين معادله‌هاي خطي خوب نشان مي‌دهد، اين پارامترها، توصيفگرهاي مناسبي براي قدرت پيوندهاي هيدروژني منفرد و انرژي كل اين پيوندها در سامانه‌هاي در دست مطالعه هستند.