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利用非均匀氘标记的对应物解析大肠杆菌核糖核酸酶P RNA的31聚体RNA结构域的核磁共振结构[“核磁共振窗口”概念]

The NMR structure of 31mer RNA domain of Escherichia coli RNase P RNA using its non-uniformly deuterium labelled counterpart [the 'NMR-window' concept].

作者信息

Glemarec C, Kufel J, Földesi A, Maltseva T, Sandström A, Kirsebom L A, Chattopadhyaya J

机构信息

Department of Bioorganic Chemistry, University of Uppsala, Sweden.

出版信息

Nucleic Acids Res. 1996 Jun 1;24(11):2022-35. doi: 10.1093/nar/24.11.2022.

DOI:10.1093/nar/24.11.2022
PMID:8668532
原文链接:https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC145904/
Abstract

The NMR structure of a 31mer RNA constituting a functionally important domain of the catalytic RNase P RNA from Escherichia coli is reported. Severe spectral overlaps of the proton resonances in the natural 31mer RNA (1) were successfully tackled by unique spectral simplifications found in the partially-deuterated 31 mer RNA analogue (2) incorporating deuterated cytidines [C5 (>95 atom % 2H), C2' (>97 atom % 2H), C3' (>97 atom % 2H), C4' (>65 atom % 2H) and C5' (>97 atom % 2H)] [for the 'NMR-window' concept see: Földesi,A. et al. (1992) Tetrahedron, 48, 9033; Foldesi,A. et al. (1993) J. Biochem. Biophys. Methods, 26, 1; Yamakage,S.-I. et al. (1993) Nucleic Acids Res., 21, 5005; Agback,P. et al. (1994) Nucleic Acids Res., 22, 1404; Földesi,A. et al. (1995) Tetrahedron, 51, 10065; Földesi,A. et al. (1996) Nucleic Acids Res., 24, 1187-1194]. 175 resonances have been assigned out of total of 235 non-exchangeable proton resonances in (1) in an unprecedented manner in the absence of 13C and 15N labelling. 41 out of 175 assigned resonances could be accomplished with the help of the deuterated analogue (2). The two stems in 31mer RNA adopt an A-type RNA conformation and the base-stacking continues from stem I into the beginning of the loop I. Long distance cross-strand NOEs showed a structured conformation at the junction between stem I and loop I. The loop I-stem II junction is less ordered and shows structural perturbation at and around the G11 -C22 base pair.

摘要

报道了一种由31个核苷酸组成的RNA的核磁共振结构，该RNA构成了来自大肠杆菌的催化性核糖核酸酶P RNA的一个功能重要结构域。天然31聚体RNA（1）中质子共振的严重谱峰重叠，通过在部分氘代的31聚体RNA类似物（2）中发现的独特谱峰简化成功解决，该类似物掺入了氘代胞苷[C5（>95原子% 2H）、C2'（>97原子% 2H）、C3'（>97原子% 2H）、C4'（>65原子% 2H）和C5'（>97原子% 2H）][关于“NMR窗口”概念见：Földesi，A.等人（1992年）《四面体》，48，9033；Földesi，A.等人（1993年）《生物化学与生物物理方法杂志》，26，1；Yamakage，S.-I.等人（1993年）《核酸研究》，21，5005；Agback，P.等人（1994年）《核酸研究》，22，1404；Földesi，A.等人（1995年）《四面体》，51，10065；Földesi，A.等人（1996年）《核酸研究》，24，1187 - 1194]。在没有13C和15N标记的情况下，以前所未有的方式在（1）中的总共235个非交换质子共振中归属了175个共振峰。175个归属的共振峰中有41个借助氘代类似物（2）得以完成。31聚体RNA中的两个茎采用A型RNA构象，碱基堆积从茎I延续到环I的起始处。长距离跨链核Overhauser效应（NOE）显示在茎I和环I之间的连接处具有结构化构象。环I - 茎II连接处的有序性较低，并且在G11 - C22碱基对及其周围显示出结构扰动。