Квантово-химическое моделирование механизмов реакций в биохимических системах тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.04 ВАК РФ

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ им. М. В. Ломоносова

ХИМИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ Кафедра физической химии

На правах рукописи

ДОБРОГОРСКАЯ ЯНА ИГОРЕВНА

КВАНТОВО - ХИМИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ МЕХАНИЗМОВ РЕАКЦИЙ В БИОХИМИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ

специальность 02.00.04 - физическая химия

диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук

АВТОРЕФЕРАТ

Москва 2004 г.

Работа выполнена на кафедре физической химии химического факультета Московского Государственного Университета им. М. В. Ломоносова.

Научный руководитель:

доктор химических наук, профессор Немухин Александр Владимирович

Официальные оппоненты:

доктор химических наук, профессор Багатурьянц Александр Александрович кандидат химических наук Фаустов Валерий Иванович

Ведущая организация:

Институт элементоорганических соединений им. А.Н. Несмеянова РАН

Защита состоится 12 февраля 2004 г. в 16.20 в 337 аудитории Химического факультета МГУ на заседании диссертационного совета Д.501.001.50 при Московском Государственном Университете им. М. В. Ломоносова по адресу: 119992, Москва, ГСП-2, Ленинские горы, д. 1, стр. 3, МГУ, Химический факультет.

С диссертацией можно ознакомится в библиотеке химического факультета МГУ.

Автореферат разослан 12 января 2004 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Д. 501.001.50 кандидат химических наук

2004-4 24302

Актуальность темы: Молекулярное моделирование становится все более распространенным способом исследования механизмов биохимических процессов. С позиций квантовой химии задача заключается в построении поверхностей потенциальной энергии (ППЭ) и нахождении профилей путей реакции, что включает локализацию стационарных точек на ППЭ, отвечающих реагентам, продуктам, переходным состояниям и возможным промежуточным соединениям. К особенностям биохимических систем относится наличие достаточно сложного многоатомного молекулярного окружения реакционного центра, а также частое присутствие металлов в реакционных центрах. Учет этих особенностей создает дополнительные сложности в квантовохимических расчетах энергетических профилей реакций. Накопление опыта и формулировки практически полезных рекомендаций при расчетах сечений ППЭ для биохимических реакций, протекающих в сложном молекулярном окружении, современными методами квантовой химии представляет актуальную задачу молекулярного моделирования.

Постановка работы и выбор объектов исследования: В работе рассмотрены следующие задачи:

• Расчет и анализ энергетического профиля для стадии ацилирования в катализируемой ссриновыми протеазами реакции гидролиза пептидной связи.

• Анализ координации лигандов и электронного строения металлсодержащих участков ферментов в конкретных системах: реакции атомарной меди с молекулами и реакции цинксодержащего фрагмента белка ядерной оболочки (NCp7) вируса иммунодефицита человека с азодикарбонамидом.

• Моделирование реакции комплекса цис - диамминплатинь(1У) тетрахлорида [Р^ИНз^СЦ] с глютатионом в водной среде.

Целью работы является изучение механизмов конкретных реакций, важных в биохимических системах, методами квантовой химии, тестирование различных алгоритмов и методик локализации стационарных точек и построения энергетических профилей реакций. Основное внимание уделялось:

• Выбору методики расчета для моделирования пути реакции;

• Анализу строения стационарных точек, найденных в ходе квантово-химического расчета;

• Определению влияния молекулярного окружения на энергетический профиль реакции. ----

1'ОС НАЦИОНАЛЬНАЯ БИБЛИОТЕКА

Научная новизна и практическая значимость. Неэмпирическими методами квантовой химии проведено исследование механизмов реакций в конкретных биохимических системах, в частности, с учетом влияния молекулярного окружения. Впервые было проведено теоретическое исследование механизма взаимодействия активного центра белка NCp7, с азодикарбонамидом, а также комплекса цис - диамминплатины(ГУ) тетрахлорида [Pt(NH3)2CLi] с глютатионом. Исследования взаимодействий переходных металлов с простыми молекулами обеспечивают более полное понимание процессов, происходящих с их участием, в том числе, в активных центрах ферментов. Результаты работы могут быть использованы:

• Для направленного синтеза соединений с участием ферментов и комплексов переходных металлов в роли катализаторов;

• При поиске новых лекарственных препаратов на основе азодикарбоксамида и комплексов платины;

Апробация работы и публикации: Материалы диссертации были представлены на ГГ Всероссийской школе-конференции по квантовой и вычислительной химии им. В. А. Фока (Новгород Великий, февраль 2000 г.), V Всероссийской школе-конференции по квантовой и вычислительной химии им. В. А. Фока (Новгород Великий, май 2002 г.), Международном конгрессе "6th World Congress of Theoretically Oriented Chemists. (WATOC'02) (Лугано, Швейцария, август

2002 г.), Международной конференции студентов и аспирантов по фундаментальным наукам "Ломоносов-2003" (Москва, апрель

2003 г.), VI Всероссийской школе-конференции по квантовой и вычислительной химии им. В. А. Фока (Новгород Великий, май 2003 г.), XI Международном конгрессе по квантовой химии (Германия, июль 2003 г.), заседаниях научных семинанаров лаборатории строения и квантовой механики молекул (2000 - 2003) и лаборатории химической кибернетики (2000 - 2003) химического факультета МГУ. Результаты работы опубликованы в 9 печатных работах, в том числе 6 тезисах докладов.

Структура и объем_работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, выводов, приложений и списка цитируемой литературы из наименований. Работа изложена на 134 страницах и включает 28 рисунков и 29 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Первая глава посвящена обзору литературных данных, относящихся к изучению рассматриваемых систем экспериментальными и теоретическими методами. Часть литературного обзора посвящена краткому описанию квантовохимических методов, реализованных в пакетах PC GAMESS и Gaussian98.

Во второй главе приведены результаты моделирования стадии ацилирования ферментативной реакции гидролиза пептидных связей в активном центре сериновых протеаз. Расчеты энергетического профиля и локализация стационарных точек на потенциальной поверхности выполнены в рамках модели, согласно которой из белковой системы выделяются молекулярные фрагменты, находящиеся в непосредственной близости от активного центра, а оборванные связи аминокислотных остатков дополняются замыкающими группами.

Сериновые протеазы относятся к подклассу ферментов, катализирующих гидролиз пептидной связи (C-N) субстрата:

Н

I

NH, • peptide' - С - N - peptide" - СООН + Нг0 NH, - peptide' • СООН +NH2- peptide" - СООН О

Этот процесс включает в себя несколько взаимосвязанных стадий, успешную реализацию которых обеспечивает активный центр фермента. В присутствии подходящего субстрата определяющая скорость всей реакции гидролиза пептидной связи стадия ацилирования представляет собой начальный участок каталитического цикла на пути от фермент - субстратного комплекса (ФСК) до ацил - ферментного комплекса (АФК). Согласно данным рентгеноструктурных исследований активная зона фермента состоит из каталитического центра, в котором происходит химическая трансформация, и субстрат - связывающего центра, обеспечивающего правильное положение молекулы субстрата. В сериновых протеазах катализ пептидной связи осуществляется боковой цепью серина (Ser), содержащей ОН — группу. Гидроксильная группа не является сильным нуклеофилом, поэтому для протекания реакции необходим перенос протона с гидроксильной группы на основание, роль которого в сериновых протеазах выполняет гистидин (His). Кроме того, в состав каталитической триады входит аспарагиновая кислота (Asp), находящаяся в непосредственной близости от остатка гистидина. К субстрат - связывающему центру относят т.н. оксианионовую дыру из молекулярных групп серина и боковых цепей соседних аминокислотных остатков.

Несмотря на большое число работ, посвященных исследованию механизма реакции гидролиза сериновыми протеазами, остается достаточно много открытых вопросов. Прежде всего, неизвестны надежные оценки энергетического профиля пути реакции и структуры интермедиатов реакции. Кроме того, в предшествующих расчетах слишком упрощенно рассматривались конфигурации оксианионовой дыры, играющей ключевую роль в стабилизации переходных состояний.

Молекулярная модель, рассмотренная в данной работе, основана на экспериментальной структуре протеиназы К (код 1ГС6 Банка данных белковых структур). Аминокислотные остатки гистидина и аспарагиновой кислоты моделировались молекулами 4(5)-метилимидозола и пропионовой кислоты. Для остатка серина была выбрана более протяженная модель с учетом NH - группы, участвующей в конфигурации оксианионовой дыры. С этой же целью в систему включен остаток аспарагина ^и), моделируемый ацетамидом. Для завершения формирования системы к модельной структуре активного центра фермента была добавлена молекула N - метилацетамида, представляющая субстрат. Равновесная геометрическая конфигурация системы, т.е. фермент-субстратного комплекса, была найдена ограниченным методом Хартри - Фока с использованием псевдопотенциалов и базисов Стивенса-Баша-Краусса (ОХФ/СБК)). На рис. 1 изображено схематическое строение ФСК. В табл. 1 сопоставлены рассчитанные межъядерные расстояния в модельной системе и экспериментальные данные для невзаимодействующего фермента (1ГС6).

субстрат

Рис. 1: Схематическое строение фермент — субстратного комплекса.

Таблица1. Значения межъядерных расстояний для модельного фермент — субстратного комплекса и экспериментальные данные для фермента ПС6, А. Обозначения атомов соответствуют приведенным на рис. 1.

Межъядерные расстояния расчет ФСК 1IC6

052 (Asp) - N¿1 (His) 2.64 2.65

07 (Ser) - Ne2 (His) 2.73 2.89

C7I (Asp) - 052 (Asp) 1.29 1.24

C7I (Asp) - 051 (Asp) 1.27 1.26

C7I (His) - N51 (His) 1.39 1.38

Cel (His) - N51 (His) 1.35" 1.32

C7I (His) - C52 (His) 1.38 1.36

C52 (His) - N£2 (His) 1.40 1.38

O7 (Ser) - C¡3 (Ser) 1.43 1.39

C7 (Asn) - N51 (Asn) 1.36 1.33

C7 (Asn) - 052 (Asn) 1.25 1.21

Из табл. 1 видно, что рассчитанные значения длин связей хорошо коррелируют с экспериментальными данными. Наиболее заметная разница в расстоянии между О7 (Ser) и Ne2 (His) связана с наличием субстрата в активном центре модельной системы.

Первоначальное сканирование потенциальной поверхности от исходной конфигурации ФСК осуществлялось в рамках метода ОХФ/СБК. Расчет проводился с использованием квантовохимического пакета PC GAMESS. Для найденных минимумов или переходных состояний рассчитывались частоты гармонических колебаний. Анализ пути реакции проводился методом внутренней координаты реакции (IRC). Этот этап исследования связан с наиболее дорогостоящими и сложными расчетами, поскольку необходимо было определить несколько стационарных точек, отвечающих локальным минимумам и седловым точкам (переходным состояниям) на пологой многомерной (56-атомной) потенциальной поверхности системы, удерживаемой водородными связями. Затем энергии в найденных стационарных точках пересчитывались в приближении Для

всех стационарных точек выполнен анализ распределения электронной плотности методом натуральных связевых орбиталей (НСО).

Рассчитанный энергетический профиль стадии ацилирования приведен на рис. 2.

Наши расчеты согласуются с известным утверждением, что промежуточным продуктом реакции на участке ФСК — АФК является

так называемый тетраэдрический интермедиат (ТИ). При этом происходит образование ковалентной связи между атомом углерода карбонильной группы молекулы субстрата и атомом кислорода (О7) гидроксилыюй группы серина, с изменением гибридизации атома углерода с sp2 на sp3. Одновременно происходит перенос протона ЩО7) на имидазольное кольцо и его связывание с атомом гистидина. В нашей модели на ППЭ исследуемой реакции было локализовано 2 интермедиата, различающихся положением имидазольного кольца и длиной связи С(суб) — О7 (Ser) (на рис. 2 обозначенные буквами (а) и (б)). Положение His в ТИ(а) аналогично расположению His в ФСК, расстояние О7 (Ser) — Ne2 (His) становится меньше на 0.1 А, чем в ФСК. ТИ(б) соответствует структуре, в которой имидазольное кольцо His поворачивается таким образом, чтобы стал возможным перенос протона с имидазольного кольца на уходящую NH2CH3 — группу и образовался ацил - ферментный комплекс.

По сравнению с ТИ(а) в ТИ(б) длина связи между C>7(Ser) и С(суб) уменьшается на 0.16 А и становится равной 1.49 А. Расстояние между атомом азота гистидина и субстрата становится значительно

меньше и составляет 2.90 А. Геометрические параметры локального минимума (ТИ(б)) находятся в соответствии со строением аналога тетраэдрического интермедиата (код 3PRK Банка данных белковых структур).

В обоих ТИ кислород образует две водородных связи, с NH - группой

Asn и NH - группой пептидной цепи Ser, длины которых составляют 1.68 и 1.92 А, соответственно (расстояние между атомом кислорода субстрата и протоном оксианионовой дыры).

Геометрические конфигурации найденных стационарных точек согласуются с менее полными результатами прежних работ по моделированию данной реакции методами квантовой химии. Наиболее важным результатом данной работы является заключение, что на участке от первого переходного состояния до ацил - ферментного комплекса энергетические затраты находятся в пределах 2 ккал/моль. В третьей главе приведены результаты детального исследования механизмов реакций атомов меди-с молекулами приводящих к соединениям со связями Си — S, Си — О, характерными для широкого класса ферментов — оксидаз. Для данной работы моделирование свойств подобных соединений занимает особое место, поскольку возможно прямое сопоставление с экспериментальными спектральными данными.

В процессе моделирования рассматривались каналы реакций, приводящие через образование ряда промежуточных продуктов к комплексу внедрения металла в связь С — X (X = О, S). Схематическое строение возможных комплексов атомов меди с перечисленными простыми молекулами на примере и их обозначения приведены

на рис. 3. Для построения профилей ППЭ применялась теория функционала плотности с использованием функционала B3LYP. Были выбраны базисы 6-311+G(2d) для атомов С, О, S и базис (14,9,5)/[8,5,3] с добавлением 2 поляризационных и одной диффузной функции для меди. В найденных стационарных точках энергии пересчитывались методом CCSD(T) с базисом 6-311+G(3df). Значения энергии связи комплексов приведены приведены в соответствии с результатами, полученными с использованием метода связанных кластеров с поправкой на энергию нулевых колебаний, расчитанной с применением функционала B3LYP. Моделирование реакции атома меди с молекулой СОг проводилось также в приближении Для найденных стационарных

точек рассчитывались частоты гармонических колебаний. Анализ пути реакции проводился методом IRC.

м-о-с

Vo

>0

'Рис. 3: Строение комплексов атомов меди с ССЬ.

Для всех стационарных точек выполнен анализ распределения электронной плотности методом НСО. Расчеты проводились с использованием квантовохимического пакета Саш81ап98. Моделирование взаимодействия меди с 'СБг, ОСБ и СО2 проводилось в рамках симметрии С Реакции могут проходить на двух ППЭ: 2А' и 2 А". Было найдено, что поверхность 2 А" лежит намного выше по энергии, чем 2А'.. В дальнейшем • приводятся данные расчетов на 2А' ППЭ. На основе полученных результатов были сделаны следующие выводы о механизмах реакций:

• В случае взаимодействия Си С возможны два канала реакции: через образование 5 или т?с,3 промежуточных продуктов. В обоих случаях предварительно образуется координационный комплекс т?1^ типа. Образование происходит без активационного барьера. Энергия активации реакции образования комплекса внедрения металла в связь С — 8 в случае канала реакции с образованием трз.Я составляет 34.7 ккал/моль, в случае образования грез комплекса 26.6 ккал/моль. Соотнесение рассчитанных и экспериментальных значений частот колебаний приведены в табл. 2.

По результатам анализа НСО в продукте внедрения, 8СиС8, заряд меди составляет +0.7 а.е. Эта частица представляет собой комплекс, в котором взаимодействуют два полярных фрагмента Си8 и С8. Комплекс 8СиС8 может диссоциировать на Си8 + С8. Энергия продуктов, Си8 + С8, составляет + 43.0 ккал/моль по отношению к энергии реагентов. В работе были рассмотрены другие каналы диссоциации комплекса 8СиС8, однако, взаимодействие меди с СЭг,, приводящее к образованию Си8 и С8 оказывается наиболее энергетически выгодным.

• В случае взаимодействия Си с OCS величина активационного барьера реакции образования комплекса ОСиС8 равна 85.0 ккал/моль,

'Таблица2. Сравнение рассчитанных в данной работе и экспериментальных значений частот колебаний (L. Andrews и сотр.) для продуктов взаимодействия атома меди с CS2; Аи — 13С и 34S._

соотнесение эксп. частота, см 1 Д", -1 отнесение

эксп. рассч. эксп. рассч.

SCuCS 1385.5 1389 42.1, 8.5 43,9 SCuCS

SCuCS 1375.5 41.8, 8.5

1187.4 1264 36.1, 7.1 41,5 V 2c,s

rilc 1142.4 1267 34.8,4 40,3 П'с

1133.9 32.8, 4.3

V2s,s 1081.9 1172 33.6, 5.8 37, 6 lfs,S

V2s,s 1079.7 33.8, 5.9

а комплекс внедрения на 58.1 ккал/моль выше по энергии, чем реагенты. Комплексы г]2с,0 и Л^О локализовать не удалось.

Также как при взаимодействии меди с СБг, одним из промежуточных продуктов реакции является комплекс т)2с,з, Его образованию предшествует координация лиганда с металлом по атому серы, г^з-Активационный барьер превращения Т)2с,3 в продукт внедрения 8СиСО составляет 14.3 ккал/моль. Продукт внедрения — оказывается стабильной частицей с энергией ниже реагентов на 15.1 ккал/моль. Также как 8СиС8, 8СиСО является комплексом, в котором полярный фрагмент СиБ взаимодействует с СО, причем распределение зарядов на атомах близко к распределению электронной плотности в свободных молекулах. Соотнесение рассчитанных и экспериментальных значений частот колебаний приведено в табл. 3.

Диссоциация ОСиС8 на СиО и С8 и диссоциация 8СиСО на Си8 и СО являются эндотермическими процессами.

• На ППЭ реакции Си с СО2 был найден только комплекс внедрения металла в связь СО. Активационный барьер реакции образования ОСиСО составляет 63 0 ккал/моль. Комплекс имеет энергию, превышающую энергию реагентов на 32.3 ккал/моль. В экспериментальном спектре отсутствуют полосы, характерные для этого комплекса. Попытки локализовать координационные комплексы типа не были успешными и приводили к диссоциации

на Си и С02.

Методом МП2/6-311+С(2с1)+8НА проведены дополнительные исследования ППЭ реакции меди с СОг- Значения энергии приводятся с учетом поправки на нулевые колебания, рассчитанной с использованием этого же метода. С использованием указанного метода также был локализован комплекс внедрения (энергия связи комплекса, рассчитанная методом МП2, составляет 23.7 ккал/моль, барьер активации образования комплекса равен 64.3 ккал/моль), помимо

'ТаблицаЗ. Сравнение рассчитанных в данной работе и экспериментальных значений частот колебаний (Л. МазсеШ и сотр.) для продуктов взаимодействия атома меди с ОСБ. Аи — 13С и 180.

соотнесение частота, см-1 Аи,-1 отнесение

эксп. эксп. . рассч. эксп. рассч.

Iу(С = О) 2127 2194 23,27 51,51 йСиСО

и(С = О) 2085 2058 53, 38

и{С = О) 1909 1882 36,36 45,40 Г? С,8,

этого, были локализованы комплексы т^с и т]2о,о- По отношению к энергии реагентов, энергия т^с (Сг») выше на 29.4 ккал/моль, т)2о,о (Огч) ^ комплекса на 24.9 ккал/моль. Оптимизация геометрических параметров комплекса 7)1с в рамках группы Сг« приводит к появлению мнимой частоты, соответствующей изменению угла СиСО. Оптимизация геометрии комплекса без учета симметрии приводит к диссоциации на Си и СОг- В экспериментально полученном спектре присутствуют полосы при 1722, 1215 и 718 ст-1, соотнесенные с колебаниями и(С = О), и(С — О) и 5(ОСО)„ соответственно (7. МжсеШ и сотр.). Рассчитанные частоты колебаний комплекса т)2о,о равны: 1630 (и(С =

что хорошо коррелирует с

экспериментальными данными.

В целом, квантово - химическое моделирование реакций, приводящих к образованию комплексов со связями Си — 8 и Си — О позволяет описать данные системы с точностью, характерной для спектроскопических исследований.

В четвертой главе приведены результаты исследования механизма взаимодействия азодикарбонамида (АДА) с цинксодержащим фрагментом белка МСр7, который входит в состав ядерной оболочки вируса иммунодефицита человека. Было найдено, что ряд электрофильных агентов, в том числе АДА, приводят к дезактивации этого вируса. Однако, малое количество экспериментальных данных в этой области недостаточно для определения точного механизма реакции.

На начальной стадии моделирование проводилось методом ОХФ/СБК. Расчет ^¡¡^ проводился с использованием пакета РС

| ОАМНЯЯ. После нахождения геометрических

2ц параметров для реагентов и стационарных точек

„ 5СН' была проведена дополнительная оптимизация

геометрических параметров с применением 1 функционала ВЗЕУР, базиса 6-31+С(с1,р) на ' атомах N. О и 8 и 6-ЗШ(р) для Н и 6-31(3® для цинка. Моделирование проводилось с использованием программы Оашз1ап98.

Оптимизированная структура модели активного сайта, ^п(1ш)(8СНз)з]-1„ 1т - имидазольное кольцо, рис. 4, представляет собой тетраэдр, в центре которого находится катион в вершине

- атом азота имидазольного кольца, в основании - атомы серы групп. Длины связей, найденные при оптимизации геометрии комплекса методом ВЗЕУР равны 2.35, 2.36 и 2.38 А для связей /п - 8, 2.14 А для

* Рис. 4: Модель координационной с цинка в белке ИСр

/и - К, углы 8 100, 108°.

/и - 8 равны 112, 114 и 125°, углы N - /и - 8 - 93,

изомер

Рассчитанное с использованием метода НСО распределение зарядов для тетраэдрического комплекса показало, что заряд атома пинка составляет + 1.44 а.е., заряды на фрагментах БСНз: - 0.81 а.е. Эффективная электронная конфигурация атома цинка: 3<1104з0-5. Также было изучено пространственное и электронное строение цис - и транс - изомеров АДА. Транс - форма (рис. 5) на 4.2 ккал/моль ниже по энергии, чем цис - изомер, по - видимому, за счет отсутствия сильного взаимодействия между атомами кислорода амидных групп. Энергия протонирования молекул рассчитывалась для всех возможных вариантов присоединения протона, а именно, по атому N при двойной связи, по атому О амидной группы и по атому N концевой '.МНг группы, табл. 4. Расчеты энергетических профилей взаимодействия цинксодержащего фрагмента белка с АДА проводилось для следующих изомеров:

— незаряженный транс - изомер;

— транс - изомер, протонированный по атому кислорода амидной группы, транс -

— цис - изомер, протонированный по атому N при центральной двойной связи, цис - АДА (КН+);

— цис - изомер, протонированный по атому N амидной группы, цис - ДЦА (№1з+).

* Таблица 4. Полные энергии реагента и соответствующих

протонированных частиц, ДЕ — энергия частицы по отношению к

транс - АДА (Ш1з+)

частица полная энергия, ДЕ

а.е. ккал/моль

транс - АДА -448.1931

транс - АДА ^Н3+) -448.4943

транс - АДА (Ш1+) -448.5221 -17.4

транс - АДА (СОН+) -448.5245 -18.9

цис - АДА -448.1864

цис - АДА (ЫН3+) -448.5080 -8.6

цис - АДА (Ш1+) - -448.5257 -19.7

цис - АДА (СОН+) -448.5228 -17.9

В качестве координаты реакции было выбрано расстояние между атомом азота при двойной связи N = N и атомом серы одного из SCH3 лигандов. Было найдено, что к химической модификации цинксодержащего фрагмента белка приводит взаимодействие только с молекулой АДА, протонированной по атому азота при двойной связи. Продуктами взаимодействия являются две нейтральные частицы состава Zn(SCH3)2(Im) и NH2C(0)NH - N(SCH3)C(0)NH2. Для протонированных по другим положениям молекул результатом взаимодействия с комплексом происходит перенос протона на атом серы одного из лигандов.

В пятой главе приведены результаты исследования реакции цис - диамминплатины (IV) тетрахлорида [Pt(NH3)2Cl4] с метилтиолят анионом (СНз"), моделирующим ионную форму трипептида глютатиона, в водном окружении. Глютатион является одним из природных клеточных антиоксидантов, взаимодействие которого с комплексами платины (II), в том числе цисплатином, приводят к потере их противораковой активности. Однако наличие этого реагента необходимо для восстановления комплексов платины (IV) до комплексов платины (II) и превращения их в форму, способную образовывать аддукты с дизоксирибонуклеиновой кислотой (ДНК). Детальное понимание механизма реакции глютатиона с комплексами платины (IV) необходимо для проведения направленного поиска новых лекарственных препаратов на их основе. Расчеты проводились методами Хартри - Фока (ХФ) и многоконфигурационным методом самосогласованного поля (МКССП) в варианте полного активного пространства (CASSCF) с использованием программы PC GAMESS. В данном случае методика следования по координате реакции для нахождения области ППЭ, отвечающей переходному состоянию, не может быть использована, поскольку в ходе реакции изменяется координационная сфера металла. Наиболее удобным способом оказалось нахождение строения переходного состояния, использовав усредненные геометрические параметры реагентов и продуктов реакции (методика линейного синхронного перехода, linear synchronous transit, LST).

Для платины было использовано приближение псевдопотенциала с квазирелятивистской параметризацией и соответствующий базис Christiansen'a. Для других атомов использовался базис 6-31+G. Для найденных стационарных точек рассчитывались частоты гармонических колебаний. Анализ пути реакции проводился методом IRC. Для всех стационарных точек выполнен анализ распределения электронной плотности методом НСО. Для учета влияния растворителя на

энергетический профиль реакции использовался комбинированный метод квантовой и молекулярной механики (КМ/ММ), согласно которому взаимодействие каждой молекулы воды с квантовой частью описывается посредством потенциалов

эффективных фрагментов, но взаимодействия молекул воды между собой передается потенциалом Т1Р3Р.

Расчеты энергии реагента, цис - [РЦГШз^СЦ], и продукта, цис -показали, что основным состоянием является синглетное состояние системы.

В экспериментальных исследованиях кинетики реакции было предположено, что реакция между комплексом платины и глютатионом происходит через образование ПС, в котором реагенты взаимодействуют друг с другом за счет образования галогенового мостика. Схематическое изображение ПС приведено на рис. 6.

Рис. 6: Схематическое изображение ПС для реакции комплекса платины ¡РЦМНз^СУ с глютатионом.

Было также предположено, что в образовании галогенового мостика принимают участие лиганды, находящиеся в аксиальном положении. Одной из целей наших расчетов являлась проверка этих гипотез.

На рис. 7 приведен рассчитанный методом ХФ профиль потенциальной поверхности данной реакции без учета влияния окружения, а также показано строение реагентов, продуктов и переходного состояния (ПС).

Механизм взаимодействия [РЦИНз^СЩ с БСНз" можно описать следующим образом: при приближении БСН.^- происходит частичная деполяризация связи И — С1 с тем лигандом, который находится вблизи Одновременно с этим связь с другим аксиальным лигандом ослабляется. В силу большей электроотрицательности этот лиганд оттягивает на себя электронную плотность и приобретает формальный заряд -1. При разрыве связи И — С1 электронная пара остается на атоме металла и образуется новая связь С1 — 8, поляризованная относительно атома хлора. Таким образом, электронная конфигурация атома металла остается прежней, ё8, а число неподеленных пар становится 4, что определяет дальнейшие пробразования продуктов реакции. Как

полагают, замена оставшихся экваториальных С1 лигандов на молекулы воды является необходимой промежуточной стадией во взаимодействии цисплатина (цис - [Р^Ш^СЬ]) с ДНК.

Пересчет энергетического профиля реакции [Р^ГШз^СЦ] 4- БСНз" = [Р^ГШз^Ог] + БСНзСЛ в окружении 52 молекул воды привел к следующим результатам. Было найдено, что в результате сольватации значительных изменений в геометрических параметрах комплекса не происходит. В среднем, изменение межъядерных расстояний составляет 0.02 А, а изменения в значениях углов составляют 3°. Анализ НСО показал, что и без учета растворителя, и с учетом взаимодействий с водным окружением, энергия локализованной разрыхляющей орбитали И - С1(акс.) ниже, чем энергия локализованной разрыхляющей орбитали И - С1(экв.)

Рассчитанная методом ХФ высота активационного барьера реакции с учетом окружения понизилась до 26.5 ккал/моль. Реакция является эндотермической, а разница между энергией реагентов и продуктов составляет 11.6 ккал/моль.

Анализ переходных состояний требует использования волновых

функций, учитывающих несколько различных электронных распределений (электронных конфигураций). В связи с этим для исследуемой реакции также были выполнены расчеты многоконфигурационным методом самосогласованного поля (МКССП) в варианте полного активного пространства. При помощи анализа НСО было выбрано активное пространство, состоящее из 3 дважды занятых орбиталей (связывающая орбиталь, — С12), р - орбиталь 8, р -орбиталь лиганда С13) и одной виртуальной (разрыхляющая орбиталь, <т*(Р1 — С12)). Для реагентов, моделируемых без учета взаимодействий с окружением, заселенность натуральных орбиталей для связывающих молекулярных орбиталей (МО) близка к 2.0 (1.97). При переходе к ПС уменьшается заселенность связывающей орбитали (сг(Р1 - С1(акс))) (1.43) и увеличивается заселенность разрыхляющей (сг*(Р1 - С1(акс))) МО. Вид натуральных орбиталей, числа заполнения которых меняются наибольшим образом, в системе, моделируемой без учета окружения, приведен на рис 8

а. реагенты б. ПС в. продукты

' Рис. 8: Важнейшие натуральные орбитали вдоль пути реакции цис - [РЦМНз^СЦ] + БСНз".

'Таблица 5. Результаты расчета высоты активационного барьера реакции, ккал/моль; 'Значение энергии для КМ/ММ системы.

метод расчета ёЕ (ПС - реагенты) ёЕ (прод. - реагенты)

НХФ/6-31+С 41,8 26,6

НХФ/6-31+С + ЭПФ1 26,5 11,6

МКССП/6-31+С 16,2 25,0

МКССП/6-31+С + ЭПФ1 12,0 —

Результаты расчета активационного барьера реакции приведены в табл. 5. Высота активационного барьера, полученная с использованием метода МКССП/б-31 + О, для системы, учитывающей взаимодействие с окружением, оказывается равной 12.0 ккал/моль.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ.

1. С использованием неэмпирических методов квантовой химии построен профиль поверхности потенциальной энергии (ППЭ) гидролиза модельного субстрата в активном центре сериновых протсаз Изучено строение стационартных точек, локализованных на пути реакции, позволяющие детализировать механизм реакции. Показано, что изменения энергии на участке между первым переходным состоянием и ацил - ферментным комплексом не превышает 2 ккал/моль.

2. Изучены каналы реакций, приводящие к образованию комплексов внедрения состава ХСиСУ, где Х,У — (0,8). Показано, что результаты моделирования согласуются с экспериментальными спектральными данными. Полученные результаты позволяют характеризовать связи Си - О, Си - 8 в белках.

3. Построены профили ППЭ взаимодействия молекулы азодикарбонамида (АДА) с модельным фрагментом активного центра белка КСр7 с учетом возможности протонирования реагентов в физиологическом растворе. Показано, что только при взаимодействии с цис — АДА (КН+) происходит химическая модификация цинксодержащего фрагмента, тогда как в случае взаимодействия остальных протонированных изомеров результатом является перенос протона с АДА на один из лигандов координационной сферы цинка.

4. С использованием неэмпирических методов квантовой химии построен профиль ППЭ модельной реакции восстановления цис - диамминплатины (IV) тетрахлорида глютатионом. Исследовано влияние гидратных оболочек на геометрические конфигурации и относительные энергии стационарных точек.

5. Показано, что в простых реакциях (п 2,3), в которых влияние окружения не является критическим, обычные методики поиска окрестности стационарных точек, соответствующих переходным состояниям и методы расчета энергетических профилей (IRC) довольно удобны и надежны. Для реакции в более сложном молекулярном окружении, характерном для биохимических систем, указанные выше методы могут оказаться менее универсальными, и необходимо использовать методики, в которых учитывается реорганизация окружения. В частности, оказывается полезным использовать методику линейного синхронного перехода (linear synchornous transit (LST)) для нахождения точки пересечения потенциальных кривых, отвечающим разным координациям окружения.

СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Nemukhin A.V., Dobrogorskaya Ya.I., Topol I.A., Burt S.K., "Interactions of azodicarbonamide (ADA) species with the model zinc finger site: theoretical support of the zinc finger domain destruction in the HIV-1 nucleocapsid protein (NCp7) by ADA", J. Phys. Chem. В 2001, 105, 11341-11350.

2. Доброгорская Я.И., Немухин А.В., "Моделирование реакции ацилирования субстрата в активном центре сериновых протеаз", Вестник Московского Университета, сер.2, Химия, 2003, т.44, N2, 103-107

3. Dobrogorskaya Ya.I., Mascetti J., Papai I., Nemukhin A.V., Hannachi Y., "Theoretical investigation of the reactivity of copper atoms with carbon disulfide", J. Phys. Chem. A 2003, 107 , p. : 2711 - 2715

4. Dobrogorskaya Y.I., Nemukhin A.V., "Quantum chemical studies of reactions of the zinc finger domains in the HIV-1 nucleocapsid protein (NCp7) with l,l-azobiscarbamide", II Всероссийская школа-конференция по квантовой и вычислительной химии им. В. А. Фока (Новгород Великий, февраль 2000 г.), 279

5. Dobrogorskaya Ya.I., Hannachi Ya., Mascetti J., Nemukhin A.V., "The Reactions of Cu-Atoms with OCS, C02 and CS2 Molecules", V Всероссийская школа-конференция по квантовой и вычислительной химии им. В. А. Фока (Новгород Великий, май 2002 г.), 573

6. Dobrogorskaya Ya.I., Hannachi Ya., Mascetti J., Nemukhin A.V., "The investigation of the Potential Energy Surface of the Reaction of CO2, OCS and CS2 with Cu-atoms", Международный конгресс "6th World Congress of Theoretically Oriented Chemists. (WATOC'02)" (Лугано, Швейцария, август 2002 г.), РВ270

7. Доброгорская Я. И., "Моделирование реакции ацилирования субстрата в активном центре сериновых протеаз", Международная конференция студентов и аспирантов по фундаментальным наукам "Ломоносов-2003"(Москва, апрель 2003 г.), с. 262

8. Dobrogorskaya Ya.I., Hannachi Ya., Mascetti J., Nemukhin A.V., "Ab initio simulations of Cu monomer and dimer reactions with carbon dioxide", VI Всероссийская школа-конференция по квантовой и вычислительной химии им. В. А. Фока (Новгород Великий, май 2003 г.), 112

9. Dobrogorskaya Ya., Nemukhin A., "Mechanism of the tetrachloroamine platinum (IV) reduction by methyl thiolate anion in aqueous solution", XI International Congress of Quantum Chemistry (Bonn, Germany, июль 2003 г.), С83

Отпечатано в копицентре «Учебная полиграфия» Москва, Ленинские горы, МГУ, 1 Гуманитарный корпус. www.stprint.ru e-mail: zakaz@stDrint.ru тел 939-3338 Заказ № 433, тираж 130 экз. Подписано в печать 10.01.2004 г.

Отпечатано в копицентре «Учебная полиграфия» Москва, Ленинские горы, МГУ, 1 Гуманитарный корпус. www.stprint.ru e-mail: zakaz@stprint.ru тел 939-3338 Заказ № 433, тираж 130 экз. Подписано в печать 10.01.2004 г.

1 5 1 5

PHB PyccKHH (J)OHfl

2004-4 24302

Введение.

Глава 1. Литературный обзор.

1.1. Строение и механизм действия сериновых протеаз.

1.1.1. Строение активного центра сериновых протеаз.

1.1.2. Механизм действия сериновых протеаз типа трипсина и хемотрипсина.

1.1.3. Участие имидазольного кольца гистидина в каталитическом цикле.

1.1.4. Водородные связи в каталитической триаде.

1.1.5. Теоретическое моделирование реакции гидролиза пептидной связи в активном центре сериновых протеаз

2.1 Соединения меди с молекулами С02, CS2 и OCS.

2.1.1. Реакции меди с С02.

2.1.2. Реакции меди с OCS.

2.1.3. Реакции меди с CS2.

1.3 Строение координационной сферы цинка в активном центре белка NCp7.

1.4. ДНК алкилирующие агенты на основе комплексов платины и их свойства.

1.4.1. Механизм действия комплексов платины на примере цисплатина.

1.4.2. Взаимодействие комплексов платины (IV) с биомолекулами.

1.5. Методы моделирования механизмов реакций в биохимических системах, использованные в данной работе.

Глава 2. Построение профиля ППЭ и механизм реакции гидролиза субстрата, катализируемой сериновыми протеазами.

2.1. Методы расчета.

2.2. Используемая модель.

2.3. Построение профиля ППЭ реакции гидролиза пептидной связи в активном центре сериновых протеаз.

Глава 3. Моделирование профиля реакции внедрения атомов меди eC-X(X = S,0) связь.6о

3.1. Методы расчета.6о

3.2. С02, CS2 и OCS.

3.3. CuS и CS.

3.4. Исследование ППЭ взаимодействия атомов меди с дисульфидом углерода.

3.4.1. Механизм реакции.

3.4.2. Альтернативные пути взаимодействия.

3.4.3. Сравнение с экспериментальными данными.

3.5. Исследование ППЭ взаимодействия атомов меди с сульфид карбонилом.

3.5.1. Механизм реакции.

3.5.2. Сравнение с экспериментальными результатами.

3.6. Исследование ППЭ взаимодействия атомов меди с диоксидом углерода.

Глава 4• Моделирование взаимодействия фрагмента белка ядерной оболочки вируса иммунодефицита человека с азодикарбонамидом.

4.1. Методы расчета.

4.2. Строение реагентов.

4.2.1. Цинксодержащий фрагмент белка NCp7.

4.2.2. Азодикарбонамид.

4.3. Построение сечений ППЭ реакции азодикарбонамида и модели активного центра белка.8о

4.3.1. Взаимодействие цис- АДА(ЫН+) с цинксодержащим фрагментом.

4.3.2. Взаимодействие транс- АДА(СОН+) с цинксодержащим фрагментом.

4.3.3. Взаимодействие цис- АДА(ЫН3+) с цинксодержащим фрагментом.

4.3.4. Взаимодействие транс- АДА с цинксодержащим фрагментом.

4.4. Механизм взаимодействия АДА с цинксодержащим фрагментом белка NCp7.

Глава 5. Моделирование реакции [Pt(NH3)2Cl4] и SCH3-.

5.1. Методы расчета.

5.2. Поиск окрестности переходного состояния.

5.3. Выбор модели реагента.

5.4. Электронное строение комплекса.

5-5- Моделирование реакции цис - [Pt(NH3)2Cl4] метил тиолят ионом без учета окружения.

5.6. Моделирование реакции цис - [Pt(NH3)2Cl4] с метил тиолят ионом в водном окружении.

5.7. Влияние учета электронной корреляции на энергию активации реакции.

Молекулярное моделирование становится все более распространенным способом исследования механизмов биохимических процессов. С позиций квантовой химии задача заключается в построении поверхностей потенциальной энергии (ППЭ) и нахождении профилей путей реакции, что включает локализацию стационарных точек на ППЭ, отвечающих реагентам, продуктам, переходным состояниям и возможным промежуточным соединениям. К особенностям биохимических систем относится наличие достаточно сложного многоатомного молекулярного окружения реакционного центра, а также частое присутствие металлов в реакционных центрах. Учет этих особенностей создает дополнительные сложности в квантово - химических расчетах энергетических профилей реакций. Накопление опыта и формулировки практически полезных рекомендаций при расчетах сечений ППЭ для биохимических реакций, протекающих в сложном молекулярном окружении, современными методами квантовой химии представляет актуальную задачу молекулярного моделирования. В работе рассмотрены следующие задачи:

- Расчет и анализ энергетического профиля для стадии ацилирования в катализируемой сериновыми протеазами реакции гидролиза пептидной связи.

- Анализ координации лигандов и электронного строения металлсодержащих участков ферментов в конкретных системах: реакции атомарной меди с молекулами СО2, CS2 и OCS и реакции цинксодержащего фрагмента белка ядерной оболочки (NCp7) вируса иммунодефицита человека с азодикарбонамидом.

- Моделирование реакции комплекса цис - диамминплатины(1\/) тетрахлорида [Pt(NH3)2Cl4] с глютатионом в водной среде.

Целью работы является изучение механизмов конкретных реакций, важных в биохимических системах, методами квантовой химии, тестирование различных алгоритмов и методик локализации стационарных точек и построения энергетических профилей реакций. Основное внимание уделялось:

- Выбору методики расчета для моделирования пути реакции;

- Анализу строения стационарных точек, найденных в ходе квантово-химического расчета;

- Определению влияния молекулярного окружения на энергетический профиль реакции.

Научная новизна и практическая значимость. Впервые было проведено квантово-химическое моделирование механизма взаимодействия активного центра белка NCp7 с азодикарбонамидом, а также комплекса цис - диамминплатины(1\/) тетрахлорида [PUNHbfeCU] с глютатионом. Результаты работы могут быть использованы при поиске новых лекарственных препаратов на основе азодикарбонамида и комплексов платины.

Впервые был построен полный профиль поверхности потенциальной энергии квантово-химическими методами с использованием довольно большой модели, в состав которой входит 56 атомов и которая учитывает особенности строения активного центра сериновых протеаз типа субтилизина, стадии ацилирования реакции гидролиза пептидной связи, катализируемой сериновыми протеазами. Результаты моделирования подтверждают предполагаемый механизм катализа и могут быть использованы при разработке методик направленного тонкого органического синтеза с участием сериновых протеаз.

Апробация работы и публикации:

Материалы диссертации были представлены на II, V, VI Всероссийской школе-конференции по квантовой и вычислительной химии им. В. А. Фока (Новгород Великий, февраль 2000 г., май 2002 г., май 2003 г.), Международном конгрессе "6th World Congress of Theoretically Oriented Chemists. (WATOC'02)" (Лугано, Швейцария, август 2002 г.), Международной конференции студентов и аспирантов по фундаментальным наукам "Ломоносов-2003" (Москва, апрель 2003 г.), XI Международном конгрессе по квантовой химии (Германия, июль 2003 г.), заседаниях научных семинанаров лаборатории строения и квантовой механики молекул (2000 - 2003) и лаборатории химической кибернетики (2000 - 2003) химического факультета МГУ.

Результаты работы опубликованы в 9 печатных работах, в том числе 6 тезисах докладов.

Основные результаты и выводы.

- С использованием неэмпирических методов квантовой химии построен профиль поверхности потенциальной энергии (ППЭ) гидролиза модельного субстрата в активном центре сериновых протеаз. Изучено строение стационартных точек, локализованных на пути реакции, позволяющие детализировать механизм реакции. Показано, что изменения энергии на участке между первым переходным состоянием и ацил - ферментным комплексом не превышает 2 ккал/моль.

- Изучены каналы реакций, приводящие к образованию комплексов внедрения состава XCuCY, где X,Y - (0,S). Показано, что результаты моделирования согласуются с экспериментальными спектральными данными. Полученные результаты позволяют характеризовать связи Си - О, Си - S в белках.

- Построены профили ППЭ взаимодействия молекулы азодикарбонамида (АДА) с модельным фрагментом активного центра белка NCp7 с учетом возможности протонирования реагентов в физиологическом растворе. Показано, что только при взаимодействии с цис - АДА (NH+) происходит химическая модификация цинксодержащего фрагмента, тогда как в случае взаимодействия остальных протонированных изомеров результатом взаимодействия является перенос протона с АДА на один из лигандов координационной сферы цинка.

- С использованием неэмпирических методов квантовой химии построен профиль ППЭ модельной реакции восстановления цис -диамминплатины (IV) тетрахлорида глютатионом. Исследовано влияние гидратных оболочек на геометрические конфигурации и относительные энергии стационарных точек.

- Показано, что в простых реакциях (п.2,3), в которых влияние окружения не является критическим, обычные методики поиска окрестности стационарных точек, соответствующих переходным состояниям и методы расчета энергетических профилей (IRC) довольно удобны и надежны. Для реакции в более сложном молекулярном окружении, характерном для биохимических систем, указанные выше методы могут оказаться менее универсальными, и необходимо использовать методики, в которых учитывается реорганизация окружения. В частности, оказывается полезным использовать методику линейного синхронного перехода (linear synchronous transit (LST)) для нахождения точки пересечения потенциальных кривых, отвечающим разным координациям окружения.

СО

О + со 3о со ю со со

CN 00 W

-W см ч W

СО £ J,

•'. о

W JL со см от / о о Jj т- (Л см СО (O^t 3 3 от О от О О о ООО

I I I I I I I I О C4C*),tlO<ONOOO>T" гм со о Ю 1

СО

9 4/° со I со' М

->> со

I \ i г о о тг о со

LO см о о яио1/м/ив>1>1 'BHJdaHe

Схематический профиль ППЭ взаимодействия Си и CS2, энергия рассчитана с использованием метода CCSD(T)/6-311+G(3df), в скобках указана энергия комплекса по отношению к энергии реагентов, ккал/моль.

СО

О + о з О оо ■ ю со о 3 о О со / 0 1 3 о

I" о о о со о о . 3 о о ю о о яио1Л1/ивмм 'BHJdaHe

Схематический профиль ППЭ взаимодействия Си и 0CS, энергия рассчитана с использованием метода CCSD(T)/6-311+G(3df), в скобках указана энергия комплекса по отношению к энергии реагентов, ккал/моль. h-СО О

О +

СО 3 о со т

CNT О С

Ю ■ о О 3

О СО м я оГ

CNJ^ О ю

Л о" г СМ

S=- Р" ■ ■ т- СМ

СО о

О + 3 О

О) г © о о о см о о' о о яиоуу/ивня 'KHjdaHe о см ■

Схематический профиль ППЭ взаимодействия Си и OCS, энергия рассчитана с использованием метода CCSD(T)/6-311+G(3df), в скобках указана энергия комплекса по отношению к энергии реагентов, ккал/моль. in

CD CD О

О +

О з О со

CN со о о з О О со

CD о с о / о

О' ч О

О + з О о о о ю о о яисл/м/иенн 'bHJdaHe

Схематический профиль ППЭ взаимодействия Си и OCS, энергия рассчитана с использованием метода CCSD(T)/6-311+G(3df), в скобках указана энергия комплекса по отношению к энергии реагентов, ккал/моль.

1. Я. Кольман, К.-Г. Рем, Наглядная биология Н Москва, Мир, 2000, с. 470

2. L. Hedstrom, Serine Protease Mechanism and Specificity // Chem. Rev., 2002, 102, p. 4501-4523

3. J. Kraut, Serine Proteases: Structure and Mechanism of Catalysis // Ann. Rev. Biochem., 1977, V. 46, p. 331-358

4. J. Cui, F. Marankan, W. Fu, D. Crich, et. a\, An Oxyanion-Hole Selective Serine Protease Inhibitor in Complex with Trypsin // Bioorg. Med. Chem., 2002, V. 10, p. 41-46

5. J. C. Powers, J. L. Asgian, O. D. Ekici, К. E. James, Irreversible Inhibitors of Serine, Cysteine, and Threonine Proteases // Chem. Rev., 2002, V. 102, p. 4639-4475

6. F. Bordusa, Proteases in Organic Synthesis // Chem. Rev., 2002, V. 102, p. 4817-4867

7. H.J. Duggleby, S.P. Tolley, C.P. Hill, E.J. Dodson, et. al, Penicillin acylase has a single-amino-acid catalytic centre// Nature, 1995, V. 373, p. 264-268

8. G. Brannigan, H.J. Dodson, P.C.E. Duggleby, J.L. Moody, et. al, A protein catalytic framework with an N-terminal nucleophile is capable of self-activation // Nature, 1995, V. 378, p. 416-419

9. S.E. Jackson, A.R. Fersht, Contribution of Long-Range Electrostatic Interactions to the Stabilization of the Catalytic Transition State of the Serine Protease Subtilisin BPN' // Biochemistry, 1993, V. 32, p. 1390932916

10. A.J. Russell, A.R. Fersht, Rational Modification of Enzyme Catalysis by Engineering Surface Charge // Nature, 1987, V. 328, p. 496-500

11. N.H. Yerinawar, H.P. Yennawar, G.K. Farber, X-Ray Crystal Structure of Gamma -Chymotrypsin in Hexane // Biochemistry, 1994, V. 33, p. 7326-7336

12. X. Qiu, K. P. Padmanabhan, V. E. Carperos, A. Tulinsky, et al., Structure of the Hurolog 3-Thrombin Complex and Nature of the S' Subsites of Substrates and Inhibitors // Biochemistry, 1992, V. 31, p. 11689-111697

13. H. Dutler, S.A. Bizzozero, Mechanism of the Serine Protease Reaction. Stereoelectronic, Structural, and Kinetic Considerations as Guidelines to Deduce Reaction Paths // Acc. Chem. Res., 1992, V. 22, p. 322-327

14. Птицын О. Б., Финкельштейн А.В., Физика белка. Курс лекций (2-е издание), кн. дом "Университет", 2002

15. A. Warshel, G. Naray-Szabo, F. Sussman, J.-К. Hwang, How Do Serine Proteases Really Work? // Biochemistry, 1989, V. 28, p. 36293637

16. A. Ordentlich, D. Barak, Ch. Kronman, N. Ariel, et. al., Functional Characteristics of the Oxyanion Hole in Human Acetylcholinesterase // J. Biol. Chem., 1998, V. 273, p. 19509-19517

17. Y. Zhang, J. Kua, and J. A. McCammon, Role of the Catalytic Triad and Oxyanion Hole in Acetylcholinesterase Catalysis: An ab initio QM/MM Study II J. Am. Chem. Soc., 2002, V. 124, p. 10572-10577

18. W.W. Bachovchin, 15NMR Spectroscopy of Hydrogen-Bonding Interactions in the Active Site of Serine Proteases: Evidence for a Moving Histidine Mechanism // Biochemistry, 1986, V. 25, p. 7751-7759

19. S. R. Presnell, G. S. Patil, С. Мига, К. M. Jude, et. al., Oxyanion-Mediated Inhibition of Serine Proteases // Biochemistry, 1998, V. 37, p. 17068-17081

20. M. Topf, P. Varnai, and W. G. Richards, Ab Initio QM/MM Dynamics Simulation of the Tetrahedral Intermediate of Serine Proteases: Insights into the Active Site Hydrogen-Bonding Network // J. Am. Chem. Soc., 2002, V. 124(49), p. 14780-14788

21. T. Ishida, Sh. Kato, Theoretical Perspectives on the Reaction Mechanism of Serine Proteases: The Reaction Free Energy Profiles of the Acylation Process // J. Am. Chem. Soc., 2003, V. 125, p. 1203512048

22. R. С. Wilmouth, К. Edman, R. Neutze, P. A. Wright, et. al., X-ray Snapshots of Serine Protease Catalysis Reveal a Tetrahedral Intermediate II Nat. Struct. Biol., 2001, V. 8, p. 689-694

23. J. P. Elrod, J. L. Hogg, D. M. Quinn, K. S. Venkatasubban, et. al., Protonic Reorganization and Substrate Structure in Catalysis by Serine Proteases II J. Am. Chem. Soc., 1980, V. 102, p. 3917-3922

24. R.D. Gandour, N.A.R. Nabulsi, F.R. Fronczek, Structural Model of a Short Carboxyl-lmidazole Hydrogen Bond with a Neraly Centrally Located Proton: Implications for the Asp-His Dyad in Serine Proteases // J. Am. Chem. Soc. , 1990, V. 112, p. 7816-7817

25. F.M.L.G. Stamato, E. Longo, L.M. Yoshioka, R.C. Ferreira, The Catalytic Mechanism of Serine Proteases: Single Proton versus Double Proton Transfer// J. Theor. Biol., 1984, V. 107, p. 329-338

26. M. A. Massiah, C. Viragh, P. M. Reddy, I. M. Kovach, et al., Short, Strong Hydrogen Bonds at the Active Sire of Human Acetylcholinesterase: Proton NMR Studies // Biochemistry, 2001, V. 40, p. 5682-5690

27. C.S. Cassidy, J. Lin, P.A. Frey, The Deuterium Isotope Effect on the NMR Signal of the Low-Barrier Hydrogen Bond in a Transition-State Analog Complex of Chymotrypsin // Biochem. and Biophys. Res. Comm., 2000, V. 273, p. 789-792

28. C. Viragh, Т. K. Harris, P. M. Reddy, M. A. Massiah, et. al., NMR Evidence for a Short, Strong Hydrogen Bond at the Active Site of a Cholinesterase II Biochemistry, 2000, V. 39, p. 16200-16205

29. C.S. Cassidy, J. Lin, P.A. Frey, A New Concept for the Mechanism of Action of Chymotrypsin: The Role of the Low-Barrier Hydrogen Bond // Biochemistry, 1997, V. 36, p. 4576-4584

30. J.-K. Hwang, A. Washel, Semiquantitative Calculations of Catalytic Free Energies in Generally Modified Enzymes // Biochemistry, 1987, V. 26, p. 2669-2673

31. A. Warshei, S. Russell, Theoretical Correlation of Structure and Energetics in the Catalytic Reaction of Trypsin // J. Am. Chem. Soc., 1986, V. 108, p. 6569-6579

32. P.A. Molina, R.S. Sikorski, J.H. Jensen, NMR Chemical Shifts in the Low-pH Form of a-Chymotrypsin. A QM/MM and ONIOM-NMR Study // Theor. Chem. Acc., 2003, V. 109, p. 100-107

33. S. Schroder, V. Daggett, P. Kollman, A Comparison of the AM1 and PM3 Semiempirical Models for Evaluating Model Compounds Relevant to Catalysis by Serine Proteases // J. Am. Chem. Soc., 1991, V. 113, p. 8922-8925

34. A.V. Nemukhin, LA. Topoi, S.K. Burt, Energy Profiles for the Rate-Limiting Stage of the Serine Protease Prototype Reaction // Int. J. Quant. Chem., 2002, V. 88, p. 34-40

35. V. Daggett, S. Schroder, P. Kollman, Catalytic Pathway of Serine Proteases: Classical and Quantum Mechanical Calculations // J. Am. Chem. Soc., 1991, V. 113, p. 8926-8935

36. R.V. Stanton, M. Perakyla, D. Bakowies, P.A. Kollman, Combined ab initio and Free Energy Calculations to Study Reactions in Enzymes and Solution: Amide Hydrolysis in Trypsin and Aqueous Solution // J. Am. Chem. Soc., 1998, V. 120, p. 3448-3457

37. M. Perakyla, P.A. Kollman, Why Does Trypsin Cleave BPTI so Slowly? // J. Am. Chem. Soc., 2000, V. 122, p. 3436-3444

38. Kondo, Т., Mitsudo, Т., Metal-Catalyzed Carbon-Sulfur Bond Formation I I Chem. Rev., 2000, V. 100, p. 3205-3220

39. R.M. Roat Malone, Bioinorganic Chemistry: A Short Course // Wiley&Sons, 2002, c.348

40. Krishna K. Pandey, Reactivities of Carbonyl Sulfide (OCS), Carbon Disulfide (CS2), and Carbon Dioxide (C02) with Transition Metal Complexes II Coord. Chem. Rev., 1995, V. 140, p. 37-114

41. R. Becerra, J. P. Cannady, R. Walsh, Reactions of silylene with unreactive molecules. 1: carbon dioxide; gas-phase kinetic and theoretical studies // J. Phys. Chem. A, 2002, V. 106, p. 4922-4927

42. J. Mascetti, M. Tranquille, Fourier Transform Infrared Studies of Atomic Ti, V, Cr, Fe, Co, Ni, and Cu Reactions with Carbon Dioxide in Low-Temperature Matrices // J. Phys. Chem., 1988, V. 92, p. 2177-2184

43. C. Mealli, R. Hoffmann, A. Stockis, A Molecular Orbital Analysis of the Bonding Capabilities of CS2 and C02 Toward Transition Metal Fragments // Inorg. Chem., 1984, V. 23, p. 56-65

44. M. Zhou, B. Liang, L. Andrews, Infrared Spectra of OMCO (M = Cr-Ni), OMCO' (M = Cr-Cu), and MC02' (M = Co-Cu) in Solid Argon // J. Phys. Chem. A, 1999, V. 103, p. 2013-2023

45. M. Zhou, L. Andrews, Infrared Spectra and Density Functional Calculations for OMCO, OM-(n2-CO), OMCO+, and OMOC+ (M = V, Ti) in Solid Argon // J. Phys. Chem. A, 1999, V. 103, p. 2066-2075

46. R. Caballol, E.S. Marcos, J.-C. Barthelat, Theoretical Study of the Different Coordination Modes of Copper Carbon Dioxide Complex // J. Phys. Chem., 1987, V. 91, p. 1328-1333

47. S. Ashuri, J.D. Miller, The uptake of carbon dioxide by some ruthenium(ll) complexes // Inorg. Chem. Acta, 1984, V. 88, L1-L3

48. G.-H. Jeung, Theoretical study on coordination of C02 to third row metal atoms (Ca-Mn, Cu, Zn) // Chem. Phys. Lett., 1995, V. 232, p. 319327

49. M. Zhou, L. Andrews, Infrared Spectra and Density Functional Calculations of Си(СО)+-,.4> CuCCO)^, and Си(СО)"^ in Solid Neon // J. Chem. Phys., 1999, V. 111, p. 4548-4557

50. C. Rue, P. B. Armentrout, I. Kretzschmar, D. Schroder, et al., Guided Ion Beam Studies of the Reactions of Ni+, Cu+, and Zn+ with CS2 and OCS // J. Phys. Chem. A, 2002, V. 106, p. 9788-9797

51. C. Bianchini, C.A. Ghilardi, A. Meli, S. Midollini, et. al, Reactivity of copper(l) tetrahydroborates toward C02 and COS. Structure of (triphos)Cu(h1-02CH) // Inorg. Chem., 1985, V. 24, p. 924-931

52. M. Zhou, L. Andrews, Reactions of Co, Ni, and Cu Atoms with CS2: Infrared Spectra and Density-Functional Calculations of SMCS, M-(d2-CS)S, M-CS2, and MCS2+ in Solid Argon // J. Phys. Chem. A, 2000, V. 104, p. 4394-4401

53. G.-H. Jeung, Theoretical study on coordination of CS2 to third row metal atoms (M = Ca Mn, Cu, Zn) II Chem. Phys. Lett., 1995, V. 237, p. 65-71

54. R. M. Roat Malone, Bioinorganic Chemistry. A Short Course. // Wiley& Sons, Inc., 2000, c. 348

55. У. Mely, Н. De Rocquigny, N. Morellet, B.P. Roques, D. Gerad, Zinc-binding to the HIV-1 nucleocapsid protein: a thermodynamic investigation by fluorescence spectroscopy // Biochemistry, 1996, V. 35(16), p. 5175-5182

56. D.W. Deerfield, L.G. Pedersen, Structure and Relative Acidity for a Model Zinc Finger // J.Molec.Struct. (Theochem), 1997, V. 419, p. 221226

57. J. M. Berg, Zinc finger proteins // Curr. Opin. Struct. Biol., 1993, V. 3, p. 11-16

58. J. M. Berg, Y. Shi, The galvanization of biology: A growing appreciation for the roles of zinc// Science, 1996, V. 271, p. 1081-1085

59. T. L. South, P. R. Blake, R. C. Sowder, III, L. O. Arthur, et al., The nucleacapsid protein isolated from HIV-1 particles binds zinc and forms retroviral-type zinc fingers // Biochemistry, 1990, V. 29, p. 7786-7789

60. S. Ramboarina, N. Moreller, M.C. Fournie-Zaiuski, B.P. Roques, Structural investigation on the requirement of CCHH zinc finger type in nucleocapsid protein of human immunodeficiency virus 1 // Biochemistry, 1999, V. 38(30), p. 9600-9607

61. S. P. Stoylov, C. Vuilleumier, E. Stoylova, H. De Rocquigny, et al., Ordered aggregation of ribonucleic acids by the human immunodeficiency virus type 1 nucleocapsid protein II Biopolymers, 1997, V. 41, p. 301-312

62. M. Lapadat-Tapolsky, C. Gabus, M. Rau, J.L. Darlix, Possible roles of HIV-1 nucleocapsid protein in the specificity of proviral DNA synthesis and in its variability // J.Mol.Biol., 1997, V. 268 (2), p. 250 260

63. M. Lapadat-Tapolsky, H. De Rocquigny, D. Van Gent, B. Roques, et al., Interactions between HIV-1 nucleocapsid protein and viral DNA may have important functions in the viral life cycle // Nucleic Acids Res., 1993, V. 21(4), p. 831-839

64. E. Le Cam, D. Coulaud, E. Delain, P. Petitjean, et al., Properties and growth mechanism of the ordered aggregation of a model RNA by the HIV-1 nucleocapsid protein: An electron microscopy investigation // Biopolymers, 1998, V. 3, p. 217-229

65. K. Sakaguchi, et al., Identification of a binding site for the human immunodeficiency virus type 1 nucleocapsid protein // Proc. Natl. Acad. Sci., U.S.A., 1993, V. 90(11), p. 5219-5223

66. LA. Topol, J.R. Casas-Finet, R. Gussio, S.K. Burt, et. al, A Quantum-Mechanical Study of Metal Binding Sites in Zinc Finger Structures // J.Molec.Struct. (Theochem), 1998, V. 423, p. 13-28

67. K. N. Kudin, J.L. Margrave, V.N. Khabashesku, Ab initio and density functional theoretical studies of structures, vibrational spectra, anddimerization dynamics of simple transient germenes // J. Phys. Chem. A, 1998, V. 102, p. 744-753

68. J. M. Domagala, J. P. Bader, R. D. Gogliotti, J. P. Sanchez, et a!., A new class of anti-HIV-1 agents targeted toward the nucleocapsid protein NCp7: the 2,2'-dithiobisbenzamides // Bioorg. Med. Chem., 1997, V. 5, p. 569-579

69. J. M. Domagala, J. P. Bader, R. D. Gogliotti, J. P. Sanchez, et a!., A new class of anti-HIV-1 agents targeted toward the nucleocapsid protein NCp7: the 2,2-dithiobisbenzamides // Bioorg. Med. Chem., 1997, V. 5, p. 569-579

70. M. Huang, A. Maynard, J. A. Turpin, L. Graham, et al., Anti-HIV Agents that Selectively Target Retroviral Nucleocapsid Protein Zinc Fingers Without Affecting Cellular Zinc Finger Proteins // J. Med. Chem., 1998, V. 41(9), p. 1371-1381

71. W. G. Rice, J. A. Turpin, M. Huang, D. Clanton, et al., Azodicarbonamide inhibits HIV-1 replication by targeting the nucleocapsid protein // Nat. Med., 1997, V. 3, p. 341-345

72. J. A. Loo, T. P. Holler, J. Sanchez, R. Gogliotti, et al., Biophysical Characterization of Zinc Ejection from HIV Nucleocapsid Protein by Anti-HIV 2,2'-Dithiobisbenzamides. and Benzisothiazolones // J.Med.Chem., 1996, V. 39 (21), p. 4313-4320

73. Y. Hathout, D. Fabris, M.S. Han, RC 2nd Sowder, et. al., Characterization of intermediates in the oxidation of zinc fingers in human immunodeficiency virus type 1 nucleocapsid protein P7 // Drug Metab. Dispos., 1996, V. 24, p. 1395-1400

74. R.G. Pearson, Hard and soft acids and bases? The evolution of a chemical concept// Coord.Chem. Rev., 1990, V. 100, p. 403-425

75. R.G. Parr & R.G. Pearson, Absolute hardness: companion parameter to absolute electronegativity // J. Am. Chem. Soc., 1983, V. 105, p. 7512-7516

76. R.G. Parr, W. Yang, Density Functional Theory of Atoms and Molecules // Oxford Univ. Press, Oxford, 1986, pp. 333

77. W. Kohn, A. Becke, R.G. Parr, Density Functional Theory of Electronic Structure I I J. Phys. Chem., 1996, V. 100, p. 12974-12980

78. A.T. Maynard, M. Huang, IN.G. Rice, D.G. Covell, Reactivity of the HIV-1 nucleocapsid protein p7 zinc finger domains from the perspectiveof density-functional theory // Proc. Nat. Acad. Sci., 1998, V. 95, p. 11578-11583

79. I. A. Topol, A. V. Nemukhin, M. Chao, L. K. Iyer, et al., Quantum Chemical Studies of Reactions of the Cyclic Disulfides with the Zinc Finger Domains in the HIV-1 Nucleocapsid Protein (NCp7) // J. Am.Chem. Soc., 2000, V. 122, p. 7087-7094

80. M Vandevelde, M Witvrouw, JC Schmit, S Sprecher, et. al., VADA, a potential anti-HIV drug //AIDS Res. Hum. Retroviruses, 1996, V. 12(7), p. 567-568

81. W. G. Rice, J. A. Turpin, M. Huang, D. Clanton, et al., Azodicarbonamide inhibits HIV-1 replication by targeting the nucleocapsid protein // Nat. Med., 1997, V. 3, p. 341-345

82. W. G. Rice, J. A. Turpin, C. A. Schaeffer, L. Graham, et al., Evaluation of Selected Chemotypes in Coupled Cellular and Molecular Target-Based Screens Identifies Novel HIV-1 Zinc Finger Inhibitors // J. Med. Chem., 1996, V. 39, p. 3606-3616

83. Б. Албертс, Д. Брей, Дж. Льюис, Р. Мартин и др., Молекулярная биология клетки // Москва, Мир, 1994, т.З, с. 460

84. В. Rosenderg, L. Van Camp, Т. Krigas, Inhibition of cell division in E.coli by electrolysis products from a platinum electrode // Nature, 1965, V. 205, p. 698-699

85. В Rosenberg, L Van Camp, J Trosko, V. Mansour, Platinum compounds: a new class of potent antitumour agent // Nature, 1969, V. 222, p. 385-386

86. S.E. Sherman, S.J. Lippard, Structural Aspects of Platinum Anticancer Drug Interactions with DNA // Chem. Rev., 1987, V. 87, p. 1153-1181

87. Arvi Rauk, Orbital Interaction Theory of Organic Chemistry, Second Edition // John Wiley & Sons, Inc., 2001, c. 177

88. E.G. Talman, Yo. Kidani, L. Mohrmann, J. Reedijk, Can Pt(IV)-Amine Complexes Act As 'Prodrugs' // Inorg. Chem. Acta, 1998, V. 283, p. 251-255

89. R.R. Barefoot, Speciation of platinum compounds: a review of recent applications in studies of platinum anticancer drugs // Journal of Chromatography 6, 2001, V. 751, p. 205-211

90. M. D. Hall, T. W. Hambley, Platinum(IV) antitumour compounds: their bioinorganic chemistry// Coord. Chem. Rev., 2002, V. 232, p. 49-67

91. K. Lemma, J. Berglund, N. Farell, L.I. Elding, Kinetics and mechanism for reduction of anticancer-active tetrachloroam(m)ine platinum(IV) compounds by glutathione // J. Biol. Inorg. Chem., 2000, V. 5, p. 300-306

92. K. Hindmarsh, D.A. House, R. van Eldik, The Redox Kinetics of Platinum (ll)/(IV) Complexes // Inorg. Chem. Acta, 1998, V. 278, p. 3242

93. G. Natile, M. Coluccia, Current status of trans-platinum compounds in cancer therapy// Coord. Chem. Rev., 2001, V. 216-217, p. 383-410

94. H. Basch, M. Krauss, W.J. Stevens, D. Cohens, Electronic and Geometric Structures of Pt(NH3)2+, Pt(NH3)2CI2, Pt(NH3)3X, and Pt(NH3)2XY (X, Y = H20, OH') // Inorg. Chem., 1985, V. 24, p. 33133317

95. P. Carloni, W. Andreoni, J. Hutter, A. Curioni, et. al, Structure and Bonding in Cisplatin and Other Pt(ll) Complexes // Chem. Phys. Lett., 1995, V. 234, p. 50-56

96. D.V. Deubel, On the Competition of the Purine Bases, Functionalities of Peptide Side Chains, and Protecting Agents for the Coordination Sites of Dicationic Cisplatin Derivatives // J. Am. Chem. Soc.t 2002, V. 124, p. 5834-5842

97. E. Tornaghi, W. Andreoni, P. Carloni, J. Hutter, et. al, Carboplatin versus cisplatin: density functional approach to their molecular properties // Chem. Phys. Lett., 1995, V. 246, p. 469-474

98. P.J. Hay, W.R. Wadt, Ab initio effective core potentials for molecular calculations. Potentials for main group elements Na to Bi II J. Chem. Phys., 1985, V. 82, p. 284-298

99. Г.М. Жидомиров, A.A. Багатурьянц, И.А. Абронин, Прикладная квантовая химия // Москва, Химия, 1979, 296 с.

100. F. Aprile, D.S. Martin, Chlorotriammineplatinum(ll) Ion. Acid Hydrolysis and Isotopic Exchange of Chloride Ligand I I Inorg. Chem., 1962, V. 1, p. 551-557

101. J.W. Reishus, D.S. Martin Jr., Cis-Dichlorodiammineplatinum(ll). Acid Hydrolysis and Isotopic Exchange of the Chloride Ligands // J. Am. Chem. Soc., 1961, V. 83, p. 2457-2462

102. J. Kozelka, J. Berges, R. Attias, J. Fraitag, H "" Pt(ll) : Hydrogen Bond with a Strong Dispersion Component // Angew. Chem., 2000, V. 112, p. 204 207; Angew. Chem. Int. ED. Engl., 2000, V. 39, p. 198-201

103. J. Langlet, J. Berges, J. Caillet, J. Kozelka, Hydration of Platinum (II) Complexes: A Molecular Mechanics Study Using Atom Based Force -Field Parameters // Theor. Chem. Acc., 2000, V. 104, p. 247-251

104. Z. Chval, M. Sip, Pentacoordinated Transition States of Cisplatin Hydrolysis ab initio Study // J. Mol. Struct. (Theochem), 2000, V. 532, p. 59-68

105. P. Carloni, M. Sprik, W. Andreoni, Key Steps of the cis-Platin-DNA Interaction: Density Functional Theory-Based Molecular Dynamics Simulations II J. Phys. Chem. B, 2000, V. 104, p. 823-835

106. Y. Zhang, Z. Guo, X.-Z. You, Hydrolysis Theory for Cisplatin and Its Analogues Based on Density Functional Studies // J. Am. Chem. Soc., 2001, V. 123, p. 9378-9387

107. J. Kozelka, F. Legendre, F. Reeder, J.-CI. Chottard, Kinetic aspects of interactions between DNA and platinum complexes // Coord. Chem. Rev., 1999, V. 190-192, p. 61-82

108. G. Natile, M. Coluccia, Current status of trans-platinum compounds in cancer therapy// Coord. Chem. Rev., 2001, V. 216-217, p. 383-410

109. N.M Neumann, S Tran-Dinh, JP Girault, JC Chottard, et. al, DNA fragment conformations. A 1H-NMR conformational analysis of the d(G-G)-chelated platinum-oligonucleotide d(A-T-G-G)cisPt // Eur J Biochem, 1984, V. 141, p. 465-472

110. A. M. J. Fichtinger-Schepman, J. L. van der Veer, J. H. J. den Hartog, P. H. M. Lohman, Adducts of the antitumor drug cis-diamminedichloroplatinum(ll) with DNA: formation, identification, and quantitation // Biochemistry, 1985, V. 24, p. 707-713

111. N.P. Johnson, A.M. Mazard, J. Escalier, J.P. Macquet, Mechanism of the Reaction Between cis PtC!2(NH3)2. and DNA in Vitro // J. Am. Chem. Soc., 1985, V. 107, p. 6376-6380

112. Eastman, A., Reevaluation of interaction of cis-dichloro-(ethylenediamine)-platinum(ll) with DNA// Biochemistry, 1986, V. 25, p. 3912-3915

113. M.-H. Baik, R.A. Friesner, and S.J. Lippard, Theoretical Study of Cisplatin Binding to Purine Bases: Why Does Cisplatin Prefer Guanine over Adenine? // J. Am. Chem. Soc., 2003, V. 125(46), p. 14082-14092

114. H. Basch, M. Krauss, W.J. Stevens, D. Cohens, Binding of Pt(NH3)32+ to Nucleic Acid Bases // Inorg. Chem., 1986, V. 25, p. 684688

115. K. Cochran, G. Forde, G.A. Hill, L. Gorb, J. Leszczynski, cis-Diamminodichloronickel and Its Interaction With Guanine and Guanine-Cytosine Base Pair// Struct. Chem., 2002, V. 13(2), p. 133-140

116. J. V. Burda, J. Sponer, J. Leszczynskic, The Influence of Square Planar Platinum Complexes on DNA Base Pairing. An ab initio DFT Study// Phys. Chem. Chem. Phys., 2001, V. 3, p. 4404-4411

117. G. A. Hill, G. Forde, L. Gorb, J. Leszczynski, cis-Diamminedichloropalladium and Its Interaction with Guanine and Guanine-Cytosine Base Pair // Int. J. Quant. Chem., 2002, V. 90, p. 1121-1128

118. J.E. Sponer, F. Glahe, J. Leszczynski, B. Lippert, et. al, How Nucleobases Rotate When Bonded to a Metal Ion: Detailed View from an Ab Initio Quantum Chemical Study of a Cytosine Complex of trans-a2Pt" // J. Phys. Chem. B, 2001, V. 105, p. 12171-12179

119. J. Sponer, J.E. Sponer, L. Gorb, J. Leszczynski, et. al, Metal-Stabilized Rare Tautomers and Mispairs of DNA Bases: N6-Metalated Adenine and N4-Metalated Cytosine, Theoretical and Experimental Views// J. Phys. Chem. A, 1999, V. 103, p. 11406-11413

120. P. Carloni, W. Andreoni, Platinum-Modified Nucleobase Pairs in the Solid State: A Theoretical Study // J. Phys. Chem., 1996, V. 100, p. 17797-17800

121. J.V. Burda, J. Sponer, J. Leszczynski, The interactions of square platinum(ll) complexes with guanine and adenine: a quantum-chemical ab initio study of metalated tautomeric forms // J. Biol. Inorg. Chem., 2000, V. 5, p. 178-188

122. K. Lemma, J. Berglund, N. Farrell, L.I. Elding, Kinetics and mechanism for reduction of anticancer-active tetrachloroam(m)ine platinum(IV) compounds by glutathione // J. Biol. Inorg. Chem., 2000, V. 5, p. 300-306

123. T. Shi, J Berglund, LI Elding, Kinetics and Mechanism for Reduction of trans-ichlorotetracyanoplatinate (IV) by Thioglycolic Acid, L

124. Cysteine, DL Penicillamine, and Gluthatione in Aqueous Solution // Inorg Chem, 1996, V. 35, p. 3498-3503

125. K. Lemma, T. Shi, L. Elding, Kinetics and Mechanism for Reduction of the Anticancer Prodrug trans,trans,trans-PtCI2(OH)2(c-C6H11NH2)(NH3). (JM335) by Thiols // Inorg. Chem., 2000, V. 39, p. 1728-1734

126. K. Lemma, D.A. House, N. Retta, L.I. Elding, Kinetics and mechanism for reduction of halo- and haloam(m)ine platinum(IV) complexes by L-ascorbate // Inorg. Chim. Acta, 2002, V. 331, p. 98-108

127. M.J. Arendse, G.K. Anderson, R.N. Majola, N.P. Rath, Synthesis and reactions of platinum(IV) complexes with sodium ascorbate // Inorg. Chim. Acta, 2002, V. 340, p. 65-69

128. H.C. Freeman, Inorganic Biochemistry// Elsevier, New York, 1973, p.121

129. D. Shi, T.W. Hambley, H.C. Freeman, Three new platinum(ll)-dipeptide complexes II J. Inorg. Biochem., 1999, V. 73, p. 173-186

130. A. lakovidis, N. Hadjiliadis, Complex compounds of platinum (II) and (IV) with amino acids, peptides and their derivatives // Coord. Chem. Rev., 1994, V. 135 136, p. 17-63

131. W.R. Mason, Platinum(ii)-catalyzed substitutions of platinum(iv) complexes I I Coord. Chem. Rev., 1972, V. 7, p. 241-255

132. L. Drougge, L Elding, Mechanisms for acceleration of halide anation reactions of platinum(IV) complexes. REOA versus ligand assistance and platinum(ll) catalysis Without central ion exchange // Inorg. Chim. Acta, 1986, V. 121(2), p. 175-183

133. Н.Ф. Степанов, Квантовая механика и квантовая химия // Мир, 2001, с. 520

134. F. Jensen, Introduction to Computational Chemistry // Willey, England, 1999, p. 429

135. W.J. Stevens, H. Basch, M. Krauss, Compact effective potentials and efficient shared-exponent basis sets for the first- and second-row atoms// J. Chem. Phys., 1984, V. 81(12), p. 6026-6033

136. L.F. Pacios, P.A. Christiansen, Ab initio relativistic effective potentials with spin-orbit operators. I. Li through Ar I I J. Chem. Phys., 1985, V. 82(6), p. 2664-2671

137. L. A. LaJohn, P. A. Christiansen, R. B. Ross, J. M. Powers et al. Ab initio relativistic effective potentials with spin-orbit operators. IV. Cs through Rn II J. Chem. Phys., 1990, V. 93(9), p. 6654-6670

138. F. Maseras, K. Morokuma, IMOMM: a New Integrated Ab Initio + Molecular Mechanics Geometry Optimization Scheme of Equilibrium Structures and Transition States // J. Comput. Chem., 1995, V. 16(9), p. 1170-1179

139. R. A. Friesner, R. B. Murphy, M. D. Beachy, M. N. Ringnalda, et al., Correlated ab Initio Electronic Structure Calculations for Large Molecules// J. Phys. Chem. A, 1999, V. 103, p. 1913-1928

140. Y. Zhang, H. Liu, W. Yang, Free energy calculation on enzyme reactions with an efficient iterative procedure to determine minimum energy paths on a combined ab initio QM/MM potential energy surface // J. Chem. Phys., 2000, V. 112, p. 3483-3492

141. R.Car, M. Parrinello, Unified Approach for Molecular Dynamics and Density-Functional Theory II Phys. Rev. Lett., 1985, V. 55, p. 2471-2474

142. M. Eichinger, P. Tavan M., J. Hutter, M. Parrinello, A hybrid method for solutes in complex solvents: Density functional theory combined with empirical force fields // J. Chem. Phys., 1999, V. 110, p. 10452-10467

143. S.E. Worthington, M. Krauss, Effective fragment potentials and the enzyme active site // Сотр. and Chem., 2000, V. 24, p. 275-285

144. D. Bakowies, W. Thiel, Hybrid Models for Combined Quantum Mechanical and Molecular Mechanical Approaches II J. Phys. Chem., 1996, V. 100, p. 10580-10594

145. W. Yang, T.-S. Lee, Density-matrix divide-and-conquer approach for electronic structure calculations of large molecules // J. Chem. Phys., 1995, V. 103, p. 5674-5678

146. S.L. Dixon., K.M. Merz, Fast, accurate semiempirical molecular orbital calculations for macromolecules 11 J. Chem. Phys., 1997, V. 107, p. 879-893

147. V. Kairys, J.H. Jensen, QM/MM Boundaries Across Covalent Bonds: A Frozen Localized Molecular Orbital-Based Approach for the Effective Fragment Potential Method // J. Phys.Chem. A, 2000, V. 104, p. 66566665

148. Paul N. Day, Jan H. Jensen, Mark S. Gordon, Simon P. Webb, et al., An effective fragment method for modeling solvent effects in quantum mechanical calculations II J. Chem. Phys., 1996, V. 105, p. 1968-1986

149. M. S. Gordon, M. A. Freitag, P. Bandyopadhyay, J. H. Jensen, et al., The Effective Fragment Potential Method: A QM-Based MM Approach to Modeling Environmental Effects in Chemistry // J. Phys. Chem. A, 2001, V. 105, p. 293-307

150. A.A.Granovsky, http://classic.chem.msu.su/gran/gamess/ index.html

151. Т.Н. Dunning, Jr., Gaussian basis sets for use in correlated molecular calculations. The atoms boron through neon and hydrogen // J. Chem. Phys., 1989, V. 90, p. 1007-1032

152. K. Ishida, K. Morokuma, A. Komornicki, The intrinsic reaction coordinate. An ab initio calculation for HNC HCN and H"+CH4 -CH4+H"// J.Chem.Phys., 1977, V. 66, p. 2153-2156

153. С. Gonzales, Н.В. Schlegel, An improved algorithm for reaction path following // J. Chem. Phys., 1989, V. 90, p. 2154-2161

154. A. E. Reed, L A. Curtiss, F. Weinhold, Intermolecular interactions from a natural bond orbital, donor-acceptor viewpoint // Chem. Rev., 1988, V. 88, p. 899-926

155. K.-D. Jany, G. Lederer, B. Mayer, Amino Acid Sequence of Proteinase К from the Mold Tritirachium album Limber. Proteinase К a subtilisin-related enzyme with disulphide bonds // FEBS, 1986, V. 199, p. 139-144

156. C. Betzel, G.P. Pal, M. Struck, K.-D. Jany, et. al, Active Site Geometry of Proteinase K. Crystallographic study of its complex with a dipeptide chloromethyl ketone inhibitor// FEBS, 1986, V. 197, p. 105110

157. G.P. Palap, C.A. Kavounisay, K.D. Janyb, D. Tsepogloua, The three-dimensional structure of the complex of proteinase К with its naturally occurring protein inhibitor, PK13 // FEBS Letters, 1994, V. 341, p. 167170

158. C. Betzel, S. Gourinath, P. Kumar, P Kaur, et. al., Structure of a Serine Protease Proteinase К from Tritirachium album Limber at 0.98 A Resolution // Biochemistry, 2001, V. 40(10), p. 3080-3088

159. W.M. Wolf, J. Bajorath, A. Muller, S. Raghunathan, et. al, Inhibition of proteinase К by methoxysuccinyl-Ala-Ala-Pro-Ala- chloromethyl ketone. An x-ray study at 2.2-A resolution // J. Biol. Chem., 1991, V. 266(26), p. 17695-17699

160. AD. Beck, Density-functional thermochemistry. III. The role of exact exchange // J. Chem. Phys., 1993, V. 98, p. 5648-5652

161. C. Lee, W. Yang, R.G. Parr, Development of the Colle-Salvetti correlation-energy formula into a functional of the electron density // Phys. Rev. B, 1988, V. 37, p. 785-789

162. P.J. Stephens, F.J. Devlin, C.F. Chabalowski, M. Fritsch, et al. Ab Initio Calculation of Vibrational Absorption and Circular Dichroism Spectra Using Density Functional Force Fields // J. Phys. Chem., 1994, V. 98, p. 11623-11627

163. A. Schafer, H. Horn, R. Ahlrichs, Fully optimized contracted Gaussian basis sets for atoms Li to Kr// J. Chem. Phys., 1992, V. 97, p. 2571-2577

164. I. Papai, Ya. Hannachi, S. Gwizdala, J. Mascetti, Vanadium Insertion into C02, CS2, and OCS: A Comparative Theoretical Study // J. Phys. Chem. A, 2002, V. 106, p. 4181-4186

165. K.P. Huber, G. Herzberg, Constants of Diatomic Molecules: Van Nostrand Reinhold // New York, 1979

166. NIST Chemistry Webbook, NIST standard Reference Data Base Number 69, February 2000 Release (http://webbook.nist.qov/chemistrv/)

167. Q. Kong, A. Zeng, M. Chen, M. Zhou, et al., Infrared Spectra and Density Functional Calculations of the Copper Thiocarbonyls: CuCS, Cu(CS)2, and Cu2CS in Solid Argon // J. Chem. Phys., 2003, V. 118, p. 7267-7272

168. Молекулярные постоянные неорганических соединений, Лен., 1979

169. J. March, Advanced Organic Chemistry: Reactions, Mechanisms, and Structure // 4th ed, John Wiley & Sons: New York, 1992

170. A V Nemukhin, В L Grigorenko, A V Bochenkova, I A Topol, A QM/MM approach with effective fragment potentials applied to thedipeptide-water structures II J Molec Struct (THEOCHEM), 2002, V. 581, p. 167-175

171. D.C. Young, Computational Chemistry: A Practical Guide for Applying Techniques to Real-World Problems II John Wiley & Sons, Inc., 2001, p. 152

172. Li Chong-de, J. Li-Juan, T. Wen-Xia, Vibrational Spectra and Normal Coordinate Analysis for cis-diamminetetrachloroplatinum // Spectrochim. Acta, 1993, V. 49A, p. 339-343

173. G. Jensen, Introduction to Computational Chemistry // Willey&Sons, 1999, c. 429

174. Я Полина, Общая химия // Москва, 1974, с. 845

175. P. Carloni, W. Andreoni, J. Hutter, A. Curioni, et. al, Structure and Bonding in Cisplatin and Other Pt(ll) Complexes // Chem. Phys. Lett., 1995, V. 234, p. 50-56

176. Основные публикации по теме диссертации:

177. Доброгорская Я.И., Немухин А.В., "Моделирование реакции ацилирования субстрата в активном центре сериновых протеаз", Вестник Московского Университета, сер.2, Химия, 2003, т.44, N2, С. 103-107

178. Dobrogorskaya Ya.l., Mascetti J., Papai I., Nemukhin A.V., Hannachi Y., "Theoretical investigation of the reactivity of copper atoms with carbon disulfide", J. Phys. Chem. A, 2003, V. 107 , P. 2711 -2715

179. Доброгорская Я.И., "Моделирование реакции ацилирования субстрата в активном центре сериновых протеаз", Международная конференция студентов и аспирантов по фундаментальным наукам "Ломоносов-2003" (Москва, апрель2003 г.), Сборник тезисов докладов, С. 262

180. Dobrogorskaya Ya., Nemukhin A., "Mechanism of the tetrachloroamine platinum (IV) reduction by methyl thiolate anion in aqueous solution", XI International Congress of Quantum Chemistry (Bonn, Germany, июль 2003 г.), Book of Abstract, C83