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A three-layer ONIOM model for the outside binding of cationic porphyrins and nucleotide pair DNA
Indexado
WoS WOS:000314051200031
Scopus SCOPUS_ID:84877112699
DOI 10.1007/S00894-012-1597-7
Año 2013
Tipo artículo de investigación

Citas Totales

Autores Afiliación Chile

Instituciones Chile

% Participación
Internacional

Autores
Afiliación Extranjera

Instituciones
Extranjeras


Abstract



In this work we investigated the outside binding mode between a cationic porphyrin and a nucleotide pair of DNA, adenine-thymine and guanine-cytosine, in a supramolecular assembly. We used two structural models (semi-extended, extended) that differ in the size of porphyrin, two kinds of theoretical methods: a three layer ONIOM (B3LYP/6-31G(d)/PM3/UFF), and DFT B3LYP/6-31G(d,p), and three cationic porphyrins. ONIOM method was first tested on the semi-extended model that was calculated in four environments: gas phase, solution phase using an explicit solvent model (H2O), in the presence of a sodium cation (Na+) and in both (H2O + Na+). From interaction energy results, we found that the affinity of the cationic substituent by the adenine nucleotide is favored upon the thymine nucleotide. The extended model that considers the whole porphyrin was applied in the gas phase to the four nucleotides. All the cationic porphyrins showed affinity by the nucleotides in the order adenine > guanine > thymine > cytosine. The interaction energy values for outside binding showed a strong porphyrin-nucleotide interaction (a parts per thousand-90 kcal mol(-1)), that slightly varies between the nucleotides suggesting that this kind of cationic porphyrin has a little selectivity for some of them. We also found that the effect of the nature of the cationic substituent (chain length) in the porphyrin on the outside binding is small (a parts per thousand 2-13 kcal mol(-1)). Coherence between the results showed that ONIOM is a useful tool to get a reasonable molecular geometry to be used as a starting point in calculations of density functional theory.

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Disciplinas de Investigación



WOS
Chemistry, Multidisciplinary
Computer Science, Interdisciplinary Applications
Biochemistry & Molecular Biology
Biophysics
Scopus
Sin Disciplinas
SciELO
Sin Disciplinas

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Publicaciones WoS (Ediciones: ISSHP, ISTP, AHCI, SSCI, SCI), Scopus, SciELO Chile.

Colaboración Institucional



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Autores - Afiliación



Ord. Autor Género Institución - País
1 CARDENAS-JIRON, GLORIA INES Mujer Universidad de Santiago de Chile - Chile
2 Cortez-Santibanez, Luis Hombre Universidad de Santiago de Chile - Chile

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Origen de Citas Identificadas



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Citas No-identificadas: 0.0 %

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Citas No-identificadas: 0.0 %

Financiamiento



Fuente
FONDECYT
CONICYT
Fondo Nacional de Desarrollo Científico y Tecnológico
Comisión Nacional de Investigación Científica y Tecnológica
CONICYT/CHILE

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Agradecimientos



Agradecimiento
The authors thank FONDECYT No 1090700 (CONICYT/CHILE) for financial support and DICYT/USACH Apoyo Complementario for computational time provided. LCS thanks CONICYT for doctoral fellowship.
The authors thank FONDECYT N°1090700 (CONICYT/CHILE) for financial support and DICYT/USACH Apoyo Complementario for computational time provided. LCS thanks CONICYT for doctoral fellowship.

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