Simulation of the interactions between Tröger bases and DNA

Abstract

Bases de Tröger são moléculas que, devido à sua geometria, ligam-se de modo enantiosseletivo ao DNA. Usando dinâmica molecular, foram simuladas bases de Tröger com substituintes proflavina e fenantrolina. Partindo das bases docadas no DNA, foram investigadas as distorções induzidas em dois modos de ligação: intercalação e ligação de sulco. Nos complexos de intercalação as bases apresentam tempo de residência elevado e distorcem a dupla hélice levando a um desenrolamento parcial e a valores não-canônicos de alguns ângulos torcionais. Nos complexos de ligação de sulco, elas exibem alta mobilidade e levam a uma alteração no modo de ligação, interagindo com o sulco via ponte diazocina. Os resultados sugerem a intercalação de um substituinte, com contatos adicionais no sulco, como o modo de ligação preferencial destas bases de Tröger, sendo que a ligação de sulco explica a fraca ligação dos isômeros dextrorrotatórios.

Tröger bases are a class of molecules that, due to its geometry, bind enantioselectively to DNA. Molecular dynamic simulations were performed with levorotatory isomers of proflavine and phenanthroline substituted Tröger bases. Starting with the bases docked in DNA, the distortions they promote in the double helix were investigated in two possible modes: intercalation and minor groove binding. In the intercalation complexes, they presented long residence times and distorted the double helix leading to partial unwinding and to non-canonical values of some backbone angles. In the minor groove complexes, they displayed high mobility, leading to a change in the binding mode, interacting with the minor groove mainly through the diazocin bridge. The results suggested the intercalation of one substituent (with additional contacts in the minor groove) as the preferential binding mode for these Tröger bases, while minor groove binding may explain the weaker binding observed for the dextrorotatory isomers.