The first crystal structures of hybrid and parallel four-tetrad intramolecular G-quadruplexes.
The first crystal structures of hybrid and parallel four-tetrad intramolecular G-quadruplexes.
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DOI：
10.1093/nar/gkac091
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发表时间：
2022-03-21
影响因子：
14.9
通讯作者：
Yatsunyk LA
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Beseiso D;Chen EV;McCarthy SE;Martin KN;Gallagher EP;Miao J;Yatsunyk LA
G-四链体（GQs）是由稳定的G-四联体堆叠而成的非规范DNA结构。GQ在多种生物学过程中发挥重要作用，并且可以在端粒和癌基因启动子以及其他基因组位置形成。在这里，我们调查了九个变体的端粒DNA从四膜虫嗜热与重复（TTGGGG）n。生物物理数据表明，该序列折叠成稳定的四个四联体GQ，其根据非变性PAGE采用多种构象。令人兴奋的是，我们解决了两个变体TET 25和TET 26的晶体结构。这两种变体的不同之处在于存在3′-T，但采用不同的GQ构象。TET 25形成混合[3 + 1] GQ，并表现出罕见的5′-top snapback特征。因此，TET 25包含四个回路：三个侧向回路（TT、TT和GTT）和一个螺旋桨回路（TT）。TET 26折叠成具有三个TT螺旋桨回路的平行GQ。据我们所知，TET 25和TET 26是第一个报道的混合和平行的四个四联体单分子GQ结构。本文的结果扩展了现有的GQ结构库，并提供了对T.嗜热菌和一般的GQ。
G-quadruplexes (GQs) are non-canonical DNA structures composed of stacks of stabilized G-tetrads. GQs play an important role in a variety of biological processes and may form at telomeres and oncogene promoters among other genomic locations. Here, we investigate nine variants of telomeric DNA from Tetrahymena thermophila with the repeat (TTGGGG)n. Biophysical data indicate that the sequences fold into stable four-tetrad GQs which adopt multiple conformations according to native PAGE. Excitingly, we solved the crystal structure of two variants, TET25 and TET26. The two variants differ by the presence of a 3′-T yet adopt different GQ conformations. TET25 forms a hybrid [3 + 1] GQ and exhibits a rare 5′-top snapback feature. Consequently, TET25 contains four loops: three lateral (TT, TT, and GTT) and one propeller (TT). TET26 folds into a parallel GQ with three TT propeller loops. To the best of our knowledge, TET25 and TET26 are the first reported hybrid and parallel four-tetrad unimolecular GQ structures. The results presented here expand the repertoire of available GQ structures and provide insight into the intricacy and plasticity of the 3D architecture adopted by telomeric repeats from T. thermophila and GQs in general.
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