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《中国科学报》:复旦大学研究揭示DNAzyme剪切RNA分子机制

作者:黄辛来源:《中国科学报》 2017年12月21日发布时间:2017-12-21

复旦大学生命科学学院甘建华课题组与麻锦彪课题组合作,用X-射线晶体学方法解析了8-17 DNAzyme与底物类似物的活性复合物结构,首次揭示了RNA-cleavingDNAzyme剪切RNA的分子机制,为DNAzyme的优化设计、基因沉默和临床治疗方面的应用提供了指导。相关成果日前在线发表于《自然—通讯》。

DNAzyme是一类具有催化功能的DNA分子。具有RNA剪切功能的RNA-cleavingDNAzyme是发现最早的一类DNAzyme。但由于核酸晶体生长和衍射的困难,目前RNA-cleavingDNAzyme的结构和催化机制仍不明确。

为此,甘建华、麻锦彪以及美国佐治亚州立大学教授黄震团队尝试了多种方法,最终借助非洲猪流感来源的DNA聚合酶的帮助,获得了RNA-cleavingDNAzyme与底物类似物及催化因子Pb2+离子的高分辨率的复合物结构。复合物结构的原子模型显示,RNA-cleavingDNAzyme的活性中心具有一个新颖的V-shape构象,Pb2+离子则结合在活性中心的一个预先形成的结合口袋中。RNA-cleaving DNAzyme遵循酸碱催化机制,Pb2+离子可以辅助水分子的活化,促进RNA底物的降解。同时,研究通过一系列的突变和体外活性验证,揭示了DNAzyme各核苷酸碱基在结构和活性方面的重要性,解释了该酶剪切RNA的分子机制,为进一步开发应用DNAzyme以及相关基因疾病诊断治疗提供理论指导。

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