A two-residue nascent-strand steric gate controls synthesis of 2'-O-methyl- and 2'-O-(2-methoxyethyl)-RNA.
A two-residue nascent-strand steric gate controls synthesis of 2'-O-methyl- and 2'-O-(2-methoxyethyl)-RNA.
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DOI：
10.1038/s41557-022-01050-8
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发表时间：
2023-01
期刊：
影响因子：
21.8
通讯作者：
Holliger P
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Freund N;Taylor AI;Arangundy-Franklin S;Subramanian N;Peak-Chew SY;Whitaker AM;Freudenthal BD;Abramov M;Herdewijn P;Holliger P
空间排阻是酶底物特异性的关键要素，包括在聚合酶中。这种底物特异性限制了2 '修饰核酸的酶促合成，这在基于核酸的药物开发中引起了人们的兴趣。在这里，我们描述了一个两个残基，新生链，空间控制“门”在古细菌DNA聚合酶的发现。我们表明，在先前描述的RNA聚合酶活性的背景下，减少空间体积的门的工程化解锁了2 '-修饰的RNA寡聚体的合成，特别是高达750 nt的确定和随机序列的2'-O-甲基-RNA（2 'OMe-RNA）和2'-O-（2-甲氧基乙基）-RNA（MOE-RNA）寡聚体的有效合成。这使得能够发现完全由2 'OMe-RNA（“2' OMezymes”）组成的RNA内切核酸酶催化剂，用于致癌KRAS（G12 D）和β-连环蛋白CTNNB 1（S33 Y）mRNA的等位基因特异性切割，以及对血管内皮生长因子具有高亲和力的混合2 'OMe- / MOE-RNA适体的制备。我们的研究结果打开了这些2 '-修饰的RNA-用于几个批准的核酸治疗-酶促合成和定向进化和纳米技术的更广泛的探索。
Steric exclusion is a key element of enzyme substrate specificity, including in polymerases. Such substrate specificity restricts the enzymatic synthesis of 2’-modified nucleic acids, which are of interest in nucleic acid-based drug development. Here we describe the discovery of a two-residue, nascent strand, steric control “gate” in an archaeal DNA polymerase. We show that engineering of the gate to reduce steric bulk in the context of a previously-described RNA polymerase activity unlocks the synthesis of 2’-modified RNA oligomers, specifically the efficient synthesis of both defined and random-sequence 2’-O-methyl-RNA (2’OMe-RNA) and 2’-O-(2-methoxyethyl)-RNA (MOE-RNA) oligomers up to 750 nt. This enabled the discovery of RNA endonuclease catalysts entirely composed of 2’OMe-RNA (“2’OMezymes”) for the allele-specific cleavage of oncogenic KRAS (G12D) and β-catenin CTNNB1 (S33Y) mRNAs, and the elaboration of mixed 2’OMe- / MOE-RNA aptamers with high affinity for Vascular Endothelial Growth Factor. Our results open up these 2’-modified RNAs—used in several approved nucleic acid therapeutics—for enzymatic synthesis and a wider exploration in directed evolution and nanotechnology.
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影响因子：
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作者：
Franklin, MC;Wang, JM;Steitz, TA
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Corey, David R.
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作者：
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Keefe, AD
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21.8
作者：
Houlihan, Gillian;Arangundy-Franklin, Sebastian;Holliger, Philipp
通讯作者：
Holliger, Philipp
DOI：
10.1089/oli.1.2000.10.35
发表时间：
2000-02-01
期刊：
ANTISENSE & NUCLEIC ACID DRUG DEVELOPMENT
影响因子：
--
作者：
Khatsenko, O;Morgan, R;Geary, RS
通讯作者：
Geary, RS