Для ряда смешанных фосфатно-гидратных комплексов магния с катионами Mg²⁺ и Mg⁺ и анионами HPO, HPO, H₂P₂O, на модельном уровне выполнен теоретический анализ электронного строения и энергетики с целью получения обоснованного прогноза реального участия этих систем в различных реакциях, происходящих в каталитических сайтах АТФ-синтезирующих ферментов. Из расчетов (DFT/В3LYP, МР2 в базисе 6-31G^*) изолированных аквакомплексов Mg(H₂O) (n = 1–6, p = 0, +1, +2) найдено, что их относительная стабильность с ростом n в каждом ряду монотонно возрастает и резко падает при данном n при переходе от заряженных систем Mg²⁺ (4–16 эВ) и Mg⁺ (2–7 эВ) к нейтральным Mg (<2 эВ). Согласно расчетам еще большая стабильность характерна для смешанных комплексов магния. Энергии фрагментации смешанных Mg²⁺-комплексов на синглетные фосфатные и Мg²⁺-содержащие фрагменты при n = 0–4 лежат в пределах 6–27 эВ, а на соответствующие ион-радикалы – в пределах 3–10 эВ; для Mg⁺-комплексов энергии фрагментации также велики (6–14 эВ). C учетом полученных из расчетов особенностей перераспределения электронной плотности при образовании комплексов обоих типов проанализированы причины их повышенной устойчивости. Характерные изменения геометрии Р- и Мg-содержащих фрагментов при образовании смешанных комплексов обсуждены в рамках вибронной модели гетеролигандных систем. Отмечено, что высокая стабильность всех смешанных комплексов магния относительно различных продуктов фрагментации, по-видимому, исключает любые диссоциативные процессы в них при синтезе АТФ с участием фосфорилирующих ферментов.

Список литературы

1. 1. Немухин А.В., Григоренко Б.Л., Шадрина М.С. // Рос. хим. журн. (Журн. Рос. хим. об-ва им. Д.И. Менделеева). 2007. Т. 51. С. 27.
2. 2. Tulub A.A. // Phys. Chem. Chem. Phys. 2006. V. 8. P. 5368.
3. 3. Тулуб А.А. // Биофизика. 2006. Т. 51. С. 197.
4. 4. Akola J., Jones R.O. // J. Chem. Phys. B. 2003. V. 107. P. 11774.
5. 5. Saint-Martin H., Ruiz-Vicent L.E., Ramirez-Solís A., Ortega-Blake I. // J. Am. Chem. Soc. 1996. V. 118. P. 12167.
6. 6. Lahiri S.D., Wang P.F., Babbit P.C. et al. // Biochemistry. 2001. V. 41. P. 13861.
7. 7. Бучаченко А.Л., Кузнецов Д.А. // Мол. биология. 2006. Т. 40. С. 12.
8. 8. Foresman J.B., Frish E. // Exploring Chemistry with Electronic Structure Methods. 2nd ed. Pittsburg: Gaussian, Inc., 1996. 302 p.
9. 9. Frisch M.J. et al. Gaussian 98, Gaussian Inc., Pittsburgh PA, 1998.
10. 10. Frisch M.J. et al. Gaussian 03, Gaussian, Inc., Pittsburgh PA, 2003.
11. 11. Glendening E.D., Feller D. // J. Phys. Chem. 1996. V. 100. P. 4790.
12. 12. Markham G.D., Glusker J., Bock C.W. // J. Phys. Chem. B. 2002. V. 106. P. 5118.
13. 13. Бучаченко А.Л., Бреславская Н.Н., Левин А.А. // Изв. PАН. Сер. хим. 2007. Т. 5. С. 861.
14. 14. Levin A.A., D'yachkov P.N. Heteroligand Molecular Systems. London&New York: Taylor&Francis, 2002.
15. 15. Долин С.П., Диков Ю.П., Рехарский В.И. Геохимия 7 (1988) 915. Минералогия. 28 сессия МГК (Вашингтон, июль 1989). М.: Наука, 1989. 238 с.
16. 16. Лазарев А.Н., Щеголев Б.Ф., Смирнов М.Б., Долин С.П. Квантовая химия молекулярных систем и кристаллохимия силикатов. Л.: Наука, 1988.
17. 17. Abbona F., Boistelle R., Haser R. // Acta Crystallogr. 1979. V. B35. P. 2514.
18. 18. Miyake M., Matsuda N., Sato S. et al. // Acta Crystallogr. 1998. V. C54. P. 702.