Suppr超能文献

8-17DNA 酶可以在没有金属离子辅因子的情况下,以单一的活性结构进行操作。

The 8-17 DNAzyme can operate in a single active structure regardless of metal ion cofactor.

机构信息

Institute of Bioorganic Chemistry, Polish Academy of Sciences, 61-704, Poznań, Noskowskiego, 12/14, Poland.

出版信息

Nat Commun. 2024 May 17;15(1):4218. doi: 10.1038/s41467-024-48638-x.

Abstract

DNAzymes - synthetic enzymes made of DNA - have long attracted attention as RNA-targeting therapeutic agents. Yet, as of now, no DNAzyme-based drug has been approved, partially due to our lacking understanding of their molecular mode of action. In this work we report the solution structure of 8-17 DNAzyme bound to a Zn ion solved through NMR spectroscopy. Surprisingly, it turned out to be very similar to the previously solved Pb-bound form (catalytic domain RMSD = 1.28 Å), despite a long-standing literature consensus that Pb recruits a different DNAzyme fold than other metal ion cofactors. Our follow-up NMR investigations in the presence of other ions - Mg, Na, and Pb - suggest that at DNAzyme concentrations used in NMR all these ions induce a similar tertiary fold. Based on these findings, we propose a model for 8-17 DNAzyme interactions with metal ions postulating the existence of only a single catalytically-active structure, yet populated to a different extent depending on the metal ion cofactor. Our results provide structural information on the 8-17 DNAzyme in presence of non-Pb cofactors, including the biologically relevant Mg ion.

摘要

DNA 酶——由 DNA 制成的人工合成酶——长期以来一直作为靶向 RNA 的治疗剂吸引着人们的注意。然而,到目前为止,还没有一种基于 DNA 酶的药物获得批准,部分原因是我们对其分子作用机制缺乏了解。在这项工作中,我们通过 NMR 光谱法报道了结合 Zn 离子的 8-17 DNA 酶的溶液结构。令人惊讶的是,它与之前解决的 Pb 结合形式非常相似(催化结构域 RMSD = 1.28Å),尽管长期以来的文献共识认为 Pb 招募的 DNA 酶折叠与其他金属离子辅因子不同。我们在存在其他离子(Mg、Na 和 Pb)的情况下进行的后续 NMR 研究表明,在 NMR 中使用的 DNA 酶浓度下,所有这些离子都会诱导相似的三级折叠。基于这些发现,我们提出了 8-17 DNA 酶与金属离子相互作用的模型,假设只存在一种具有催化活性的结构,但根据金属离子辅因子的不同,其存在的程度也不同。我们的结果提供了 8-17 DNA 酶在存在非 Pb 辅因子(包括生物学相关的 Mg 离子)时的结构信息。

https://cdn.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/blobs/9fdf/11101458/a3d23da453ff/41467_2024_48638_Fig1_HTML.jpg

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