ヘアピンDNAの遠赤外吸収スペクトルと密度汎関数法による塩基間の水素結合の評価

カテゴリ: 研究会(論文単位)

論文No: LAV21004,IM21004

グループ名: 【A】基礎・材料・共通部門 光応用・視覚/【A】基礎・材料・共通部門 計測合同研究会

発行日: 2021/01/18

タイトル(英語): Evaluation of Hydrogen Bonds in Hairpin DNA by Far-infrared Spectroscopy and Density Functional Theory

著者名: 関 智文(早稲田大学),大木 義路(早稲田大学),水野 麻弥(情報通信研究機構)

著者名(英語): Tomofumi Seki(Waseda University),Yoshimichi Ohki(Waseda University),Maya Mizuno(National Institute of Information and Communications Technology)

キーワード: ＤＮＡ|塩基|分子間相互作用|骨格振動|遠赤外分光|密度汎関数法|deoxyribonucleic acid|base|intermolecular interaction|skeletal vibration|far-infrared spectroscopy|density functional theory

要約(日本語): DNA塩基間の水素結合が広帯域遠赤外分光により検出できるか議論するため，密度汎関数法を用いた量子化学計算を行った。モデルとして，グアニンおよびシトシン単分子と，グアニンとシトシンを水素結合が形成されるよう同一平面上に並べた構造を用いた。その結果，100~600cm-1に再現される両塩基の多くの吸収の原因を解明し，塩基間で水素結合が形成されると結合の両端の官能基の振動は抑制されることを明らかにした。

要約(英語): Quantum chemical calculations were conducted for three models representing cytosine and guanine and their bonding via hydrogen bonds, using density functional theory to determine whether hydrogen bonds between DNA bases can be detected by broadband far-infrared spectroscopy. As a result, we have clarified the causes of absorption peaks at 527 and 584 cm-1 in guanine and a peak at 524 cm-1 in cytosine. Furthermore, we have found that the formation of hydrogen bonds between these bases decreases the intensities of the above absorption peaks and lowers their peak wave numbers. It has also become clear that hydrogen bonds between guanine and cytosine in hairpin DNA are dissociated at a certain temperature between 70 and 80 °C.

本誌: 2021年1月21日光応用・視覚/計測合同研究会

本誌掲載ページ: 17-22 p

原稿種別: 日本語

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