Recherches théoriques sur la structure électronique des purines et pyrimidines biologiques

IV. — Les pyrimidines saturées sur la liaison 5-6^*

Université de Paris, Institut de Biologie Physico-Chimique, 13, rue Pierre-Curie, Paris, 5 e, France.

Résumé

Étant donnée l'importance en biologie moléculaire des bases pyrimidiques saturées sur la liaison 5-6, la méthode des orbitales moléculaires a été utilisée, dans l'approximation de Panser et Parr, pour déterminer la structure électronique de ces dérivés dans leurs formes tautomères normales et rares. Les bases saturées jouant un rôle possible dans les phénomènes de mutation, les énergies de résonance ont été évaluées et ont indiqué les stabilités relatives de formes tautomères. Les calculs théoriques ont permis de rendre compte de la majorité des modifications de propriétés chimiques et physicochimiques induites par la saturation des pyrimidines. De plus, ils permettent de prévoir que l'effet mutagène de la cytosine saturée peut être attribué au déplacement de l'équilibre tautomère vers la forme rare imine, mais qu'en revanche la forme rare lactim est moins probable dans l'uracil saturé que dans l'uracil et que, par conséquent on doit chercher ailleurs les causes de l'effet mutagène de l'uracil saturé.

Abstract

In view of the importance in molecular biology of pyrimidine bases saturated at the 5-6 bond, their electronic structure, for two tautomeric forms, was determined by molecular orbital calcinations in the Pariser-Parr approximation. The relative stabilities of these tautomeric forms, which may be of significance in mutations, were estimated by calculating their resonance energies. The results of the calculations are in good agreement with most of the changes in the physico-chemical properties observed on saturation of the 5-6 bond of the pyrimidines. They permit moreover to predict that the mutagenic effect of the saturated cytosine may be attributed to the displacement of the tautomeric equilibrium towards the rare imino form, but that, on the contrary, the rare lactim form is less probable in saturated uracil than in uracil and that, consequently, the origin of the mutagenic effect of saturated uracil must be looked for elsewhere.