Influence of N7 protonation on the mechanism of the N-glycosidic bond hydrolysis in 2'-deoxyguanosine. A theoretical study

La influència de la protonació N7 en el mecanisme d'hidròlisi del vincle N-glicosídic a 2'-desoxiguanosina s'ha estudiat utilitzant mètodes de teoria funcional de densitat (DFT). Per al sistema neutral, s'han trobat dues rutes diferents (amb retenció i inversió de la configuració en l'anomer C1'), que consisteixen ambdues en dos passos i impliquen la formació d'un intermediari dihidrofurà. La barrera energètica lliure de Gibbs per al primer pas és molt alta en tots dos casos (53 i 46 kcal/mol per als processos amb inversió i retenció, respectivament). No obstant això, el sistema N7 protonat mostra un mecanisme diferent que consisteix en dos passos. El primer porta a la formació d'un intermediari de l'ió oxacarbè, amb una barrera energètica lliure de Gibbs de 27 kcal/mol, i el segon correspon a l'atac nucleòfil de la molècula d'aigua cap a l'ió oxacarbè i té lloc amb una barrera de 1.3 kcal/mol. Així doncs, aquests resultats estan d'acord amb un mecanisme pas a pas (DN*AN), amb un intermediari discret format entre el grup sortint i l'aproximació nucleòfila, i mostren que la protonació N7 catalitza fortament la hidròlisi del vincle N-glicosídic, fent de la guanina un millor grup sortint. Finalment, s'han calculat els efectes isotòpics cinètics per al sistema protonat, i els resultats obtinguts estan en molt bon acord amb les dades experimentals per a sistemes anàlegs. © 2007 American Chemical Society.