Os pesquisadores decodificar

Os aptâmeros de DNA são poderosas ferramentas moleculares em biossensing, bioimagem e terapêutica. No entanto, uma compreensão limitada de suas estruturas terciárias e mecanismos de ligação dificulta suas otimizações e aplicações adicionais.

A adenosina trifosfato (ATP), um metabolito central no metabolismo da energia celular, é um alvo essencial para aptâmero desenvolvimento. Recentemente, foi relatado que um aptâmero de DNA 1301b se liga a uma molécula de ATP com uma constante de dissociação (ok_D) de ~ 2,5 µm. No entanto, a base estrutural para o reconhecimento de ATP por 1301b permanece incerta, sem princípios orientadores para a otimização racional.

Em um estudo publicado em Pnasa staff led by Prof. Tan Weihong, Prof. Han Da, and Prof. Guo Pei from the Hangzhou Institute of Drugs (HIM) of the Chinese language Academy of Sciences decided the tertiary construction of a DNA aptamer-ATP 1:1 binding complicated, revealed the popularity mechanism, and engineered an optimized DNA aptamer with a submicromolar Ok_D para a ligação de ATP, que exibiu a maior afinidade relatada para os aptâmeros de DNA de ligação ao ATP até o momento.

Os pesquisadores determinaram a solução para ressonância magnética nuclear (RMN) Estruturas de uma variante reduzida, 1301B_V1, em complexo com ATP. A estrutura mostrou uma arquitetura em forma de “L”, onde o ATP intercala na bolsa de ligação formada por dois loops internos, conforme estabilizado pela ligação de hidrogênio com guanina e interações de empilhamento com bases vizinhas.

Além disso, os pesquisadores mostraram que MG²⁺ Os íons facilitam 1301b_v1 para formar uma estrutura semi-dobrada e estabilizar ainda mais o complexo de ligação, neutralizando os grupos fosfato com carga negativa de DNA e ATP, o que demonstrou que o aptâmero reconhece ATP através de um mecanismo de reconhecimento adaptativo.

Além disso, os pesquisadores introduziram modificações 2′-o-metil para os principais resíduos na junção central, melhorando significativamente o afinidade de ligação e reduzindo a dependência de MG²⁺ íons. A variante otimizada alcançou um submicromolar Ok_D de ~ 0,7 μm e mantiveram a especificidade para ATP.

Este trabalho demonstra o potencial inexplorado do DNA para formar dobras terciárias complexas e fornece novas idéias sobre o design de ferramentas moleculares de DNA de alto desempenho que podem ser aplicadas em áreas como diagnósticos e terapêutica direcionada.