Nucleobase and Linker Modification for Triple‐Helical Recognition of Pyrimidines in RNA Using Peptide Nucleic Acids
Nucleobase and Linker Modification for Triple‐Helical Recognition of Pyrimidines in RNA Using Peptide Nucleic Acids
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使用肽核酸对 RNA 中嘧啶进行三螺旋识别的核碱基和接头修饰
DOI：
10.1002/cbic.202300291
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发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
3.2
通讯作者：
Rozners, Eriks
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Kumpina, Ilze;Baskevics, Vladislavs;Nguyen, Khoi D.;Katkevics, Martins;Rozners, Eriks
对任何双链RNA序列的三螺旋识别都需要高亲和力的Hoogsteen氢与多嘌呤小束的嘧啶中断结合。由于嘧啶类化合物在Hoogsteen面上只有一个氢键供体/受体，其三螺旋结构的识别是一个棘手的问题。本研究探索了连接碱基和肽核酸(PNA)骨架的各种五元杂环和连接物，以优化X·C-G和Y·U-A三联体的形成。分子模拟和生物物理(UV熔融和等温滴定量热法)结果表明杂环核苷酸碱基和连接到PNA骨架的连接物之间存在复杂的相互作用。虽然五元杂环没有提高嘧啶的识别能力，但增加四个原子的连接基长度在结合亲和力和选择性方面提供了有希望的收益。结果表明，进一步优化杂环碱基与PNA骨架的连接，可能是一种有希望的三螺旋识别RNA的方法。
Triple‐helical recognition of any sequence of double‐stranded RNA requires high affinity Hoogsteen hydrogen binding to pyrimidine interruptions of polypurine tracts. Because pyrimidines have only one hydrogen bond donor/acceptor on Hoogsteen face, their triple‐helical recognition is a formidable problem. The present study explored various five‐membered heterocycles and linkers that connect nucleobases to backbone of peptide nucleic acid (PNA) to optimize formation of X•C‐G and Y•U‐A triplets. Molecular modeling and biophysical (UV melting and isothermal titration calorimetry) results revealed a complex interplay between the heterocyclic nucleobase and linker to PNA backbone. While the five‐membered heterocycles did not improve pyrimidine recognition, increasing the linker length by four atoms provided promising gains in binding affinity and selectivity. The results suggest that further optimization of heterocyclic bases with extended linkers to PNA backbone may be a promising approach to triple‐helical recognition of RNA.
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影响因子：
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作者：
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通讯作者：
Rozners, Eriks
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Gang Chen