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利用核磁共振光谱研究活细胞中的G-四链体DNA与配体相互作用

G-quadruplex DNA and ligand interaction in living cells using NMR spectroscopy.

作者信息

Salgado Gilmar F, Cazenave Christian, Kerkour Abdelaziz, Mergny Jean-Louis

机构信息

Univ. Bordeaux , ARNA Laboratory , F-33000 Bordeaux , France . Email:

INSERM , U869 , IECB , F-33600 Pessac , France.

出版信息

Chem Sci. 2015 Jun 1;6(6):3314-3320. doi: 10.1039/c4sc03853c. Epub 2015 Jan 14.

DOI:10.1039/c4sc03853c
PMID:28706695
原文链接:https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC5490339/
Abstract

Gathering structural information from biologically relevant molecules inside living cells has always been a challenging task. In this work, we have used multidimensional NMR spectroscopy to probe DNA G-quadruplexes inside living oocytes. Some of these structures can be found in key regions of chromosomes. G-quadruplexes are considered potential anticancer therapeutic targets and several lines of evidence indirectly point out roles in key biological processes, such as cell proliferation, genomic instability or replication initiation. However, direct demonstrations of the existence of G-quadruplexes are scarce. Using SOFAST-HMQC type spectra, we probed a tetramolecular G-quadruplex model made of d(TGT) inside living oocytes. Our observations lead us to conclude that the quadruplex structure is formed within the cell and that the intracellular environment preferentially selects a conformation that most resembles the one found under KCl conditions. We also show for the first time that specific ligands targeting G-quadruplexes can be studied using high resolution NMR directly inside living cells, opening new avenues to study ligand binding discrimination under physiologically relevant conditions with atomic detail.

摘要

从活细胞内具有生物学相关性的分子中收集结构信息一直是一项具有挑战性的任务。在这项工作中,我们使用多维核磁共振波谱来探测活卵母细胞内的DNA G-四链体。其中一些结构可在染色体的关键区域中找到。G-四链体被认为是潜在的抗癌治疗靶点,并且有几条证据间接指出其在关键生物学过程中的作用,如细胞增殖、基因组不稳定或复制起始。然而,G-四链体存在的直接证据却很稀少。我们使用SOFAST-HMQC型光谱,在活卵母细胞内探测了由d(TGT)构成的四分子G-四链体模型。我们的观察结果使我们得出结论,四链体结构在细胞内形成,并且细胞内环境优先选择一种最类似于在KCl条件下发现的构象。我们还首次表明,靶向G-四链体的特异性配体可以在活细胞内直接使用高分辨率核磁共振进行研究,为在生理相关条件下以原子细节研究配体结合差异开辟了新途径。

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