A QM/MM refinement of an experimental DNA structure with metal-mediated base pairs.

Kumbhar S, Johannsen S, Sigel RK, Waller MP, Müller J

Forschungsartikel (Zeitschrift) | Peer reviewed

Zusammenfassung

A series of hybrid quantum mechanical/molecular mechanical (QM/MM) calculations was performed on models of a DNA duplex with artificial silver(I)-mediated imidazole base pairs. The optimized structures were compared to the original experimental NMR structure (Nat. Chem. 2 (2010) 229-234). The metal⋯metal distances are significantly shorter (~0.5Å) in the QM/MM model than in the original NMR structure. As a result, argentophilic interactions are feasible between the silver(I) ions of neighboring metal-mediated base pairs. Using the computationally determined metal⋯metal distances, a re-refined NMR solution structure of the DNA duplex was obtained. In this new NMR structure, all experimental constraints remain fulfilled. The new NMR structure shows less deviation from the regular B-type conformation than the original one. This investigation shows that the application of QM/MM models to generate additional constraints to be used during NMR structural refinements represents an elegant approach to obtaining high-resolution NMR structures.

Details zur Publikation

FachzeitschriftJournal of Inorganic Biochemistry
Jahrgang / Bandnr. / Volume127
Seitenbereich203-210
StatusVeröffentlicht
Veröffentlichungsjahr2013 (28.03.2013)
Sprache, in der die Publikation verfasst istEnglisch
DOI10.1016/j.jinorgbio.2013.03.009

Autor*innen der Universität Münster

Kumbhar, Sadhana
Sonderforschungsbereich 858 - "Synergetische Effekte in der Chemie - Von der Additivität zur Kooperativität"
Müller, Jens
Professur für Anorganische Chemie (Prof. Müller)
Waller, Mark Paul
Professur für Theoretische Organische Chemie (Prof. Neugebauer)

Projekte, aus denen die Publikation entstanden ist

Laufzeit: 02.06.2012 - 01.06.2013 | 1. Förderperiode
Gefördert durch: EU - COST Actions
Art des Projekts: EU-Projekt koordiniert an der Universität Münster
Laufzeit: 01.01.2010 - 31.12.2017 | 2. Förderperiode
Gefördert durch: DFG - Sonderforschungsbereich
Art des Projekts: Teilprojekt in DFG-Verbund koordiniert an der Universität Münster
Laufzeit: 01.01.2010 - 31.12.2013 | 1. Förderperiode
Gefördert durch: DFG - Sonderforschungsbereich
Art des Projekts: Teilprojekt in DFG-Verbund koordiniert an der Universität Münster