J 2003

Formation Pathways of a Guanine-Quadruplex DNA Revealed by Molecular Dynamics and Thermodynamics Analysis of the Substates

ŠTEFL, Richard, Thomas E. CHEATHAM, Naděžda ŠPAČKOVÁ, Eva FADRNÁ, Imre BERGER et. al.

Základní údaje

Originální název

Formation Pathways of a Guanine-Quadruplex DNA Revealed by Molecular Dynamics and Thermodynamics Analysis of the Substates

Autoři

ŠTEFL, Richard (203 Česká republika), Thomas E. CHEATHAM (840 Spojené státy), Naděžda ŠPAČKOVÁ (203 Česká republika), Eva FADRNÁ (203 Česká republika), Imre BERGER (756 Švýcarsko), Jaroslav KOČA (203 Česká republika) a Jiří ŠPONER (203 Česká republika, garant)

Vydání

Biophysical Journal, Bethesda, USA, Biophysical Society, 2003, 0006-3495

Další údaje

Jazyk

angličtina

Typ výsledku

Článek v odborném periodiku

Obor

10403 Physical chemistry

Stát vydavatele

Spojené státy

Utajení

není předmětem státního či obchodního tajemství

Odkazy

Impakt faktor

Impact factor: 4.463

Kód RIV

RIV/00216224:14310/03:00009168

Organizační jednotka

Přírodovědecká fakulta

Klíčová slova anglicky

G-DNA;quadruplex;molecular dynamics
Změněno: 26. 1. 2007 14:59, prof. Mgr. Richard Štefl, Ph.D.

Anotace

V originále

The formation of a cation-stabilized guanine quadruplex (G-DNA) stem is an exceptionally slow process involving complex kinetics that has not yet been characterized at atomic resolution. Here, we investigate the formation of a parallel stranded G-DNA stem consisting of four strands of d(GGGG) using molecular dynamics simulations with explicit inclusion of counterions and solvent. Due to the limitations imposed by the nanosecond timescale of the simulations, rather than watching for the spontaneous formation of G-DNA, our approach probes the stability of possible supramolecular intermediates (including two-, three-, and four-stranded assemblies with out-of-register basepairing between guanines) on the formation pathway. The simulations suggest that "cross-like" two-stranded assemblies may serve as nucleation centers in the initial formation of parallel stranded G-DNA quadruplexes, proceeding through a series of rearrangements involving trapping of cations, association of additional strands, and progressive slippage of strands toward the full stem. To supplement the analysis, approximate free energies of the models are obtained with explicit consideration of the integral cations. The approach applied here serves as a prototype for qualitatively investigating other G-DNA molecules using molecular dynamics simulation and free-energy analysis.

Návaznosti

LN00A016, projekt VaV
Název: BIOMOLEKULÁRNÍ CENTRUM
Investor: Ministerstvo školství, mládeže a tělovýchovy ČR, Biomolekulární centrum