テオブロミン-水二量体の探索：DNAマイクロハイドレーションとの比較

Exploration of the theobromine-water dimer: comparison with DNA microhydration.

• Imanol Usabiaga
• Ander Camiruaga
• Camilla Calabrese
• Antonio Veloso
• Viola C D'mello
• Sanjay Wategaonkar
• José A Fernández

抄録

地球上の生命の出現の分子基盤を理解することは、非常に興味深い研究分野である。生物が使用する分子の選択には多くの要因が影響を与えており、進化によって元の化合物が改変されている可能性があります。私たちは、生命のアルファベットであるCGATの選択に分子間相互作用が果たす役割を理解するために、テオブロミンと水との相互作用に関する実験的・計算機的研究を行っています。テオブロミンはキサンチン誘導体であり、構造的には核酸塩基に近いものであり、多くの生物にも存在しています。実験の結果、テオブロミン-水の最も安定な異性体が形成され、超音速膨張で検出された。この異性体は、核酸塩基と水の二量体の構造によく似ており、結合エネルギーの値も似ている。また、テオブロミン-水について得られた結果と、核酸塩基の一水和物について報告されている結果との比較も行った。

Understanding the molecular basis of the appearance of life on Earth is an exciting research field. Many factors may have influenced the election of the molecules used by living beings and evolution may have modified those original compounds. In an attempt to understand the role played by intermolecular interactions in the election of CGAT as the alphabet of life, we present here a thorough experimental and computational study on the interaction of theobromine with water. Theobromine is a xanthine derivative, structurally related to the nucleobases, and also present in many living beings. The experimental results demonstrate that the most stable isomer of theobromine-water was formed and detected in supersonic expansions. This isomer very well resembles the structure of the dimers between nucleobases and water, offering similar values of binding energy. A comparison between the results obtained for theobromine-water with those reported in the literature for monohydrates of nucleobases is also offered.