A chemical probe based on the PreQ(1) metabolite enables transcriptome-wide mapping of binding sites.
A chemical probe based on the PreQ(1) metabolite enables transcriptome-wide mapping of binding sites.
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基于PreQ（1）代谢物的化学探针能够在转录组范围内定位结合位点。
DOI：
10.1038/s41467-021-25973-x
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发表时间：
2021-10-06
影响因子：
16.6
通讯作者：
Schneekloth JS Jr
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Balaratnam S;Rhodes C;Bume DD;Connelly C;Lai CC;Kelley JA;Yazdani K;Homan PJ;Incarnato D;Numata T;Schneekloth JS Jr
代谢物应答核糖开关在调节细菌基因表达中的作用是众所周知的，并且使它们成为用于研究RNA-小分子相互作用的有用系统。在这里，我们研究了PreQ 1核糖开关系统，评估16个不同的PreQ 1衍生探针的能力，选择性地修改I类PreQ 1核糖开关适体共价。对于最具活性的探针（11），PreQ 1的基于二氮丙啶的光交联类似物，X射线晶体学和基于凝胶的竞争测定证明了配体与适体的结合模式，并且功能测定证明了探针保留了针对完整核糖开关的活性。使用Chem-CLIP进行的全转录组作图揭示了细菌适体和探针之间的高度选择性相互作用。此外，发现内源性人类转录物中的少量RNA靶标特异性结合11，为人类RNA中的候选PreQ 1适体提供了证据。这项工作证明了接头化学和结构对分子交联RNA的能力的明显影响，揭示了PreQ 1适体/配体对广泛适用于化学生物学应用，并提供了对结构与鸟嘌呤相似的PreQ 1如何与人类RNA相互作用的见解。小的修饰核苷酸PreQ 1与PreQ 1核糖开关结合并通过诱导RNA构象变化来调节基因表达。在这里，作者设计和表征一个特定的preQ 1衍生的探针，通过X射线晶体学，质谱分析和转录组范围内使用化学CLIP。
The role of metabolite-responsive riboswitches in regulating gene expression in bacteria is well known and makes them useful systems for the study of RNA-small molecule interactions. Here, we study the PreQ1 riboswitch system, assessing sixteen diverse PreQ1-derived probes for their ability to selectively modify the class-I PreQ1 riboswitch aptamer covalently. For the most active probe (11), a diazirine-based photocrosslinking analog of PreQ1, X-ray crystallography and gel-based competition assays demonstrated the mode of binding of the ligand to the aptamer, and functional assays demonstrated that the probe retains activity against the full riboswitch. Transcriptome-wide mapping using Chem-CLIP revealed a highly selective interaction between the bacterial aptamer and the probe. In addition, a small number of RNA targets in endogenous human transcripts were found to bind specifically to 11, providing evidence for candidate PreQ1 aptamers in human RNA. This work demonstrates a stark influence of linker chemistry and structure on the ability of molecules to crosslink RNA, reveals that the PreQ1 aptamer/ligand pair are broadly useful for chemical biology applications, and provides insights into how PreQ1, which is similar in structure to guanine, interacts with human RNAs. The small modified nucleotide PreQ1 binds to the PreQ1 riboswitch and regulates gene expression by inducing RNA conformation change. Here the authors design and characterize a specific preQ1-derived probe by x-ray crystallography, mass spectral analysis and transcriptome-wide using Chem-CLIP.
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DOI：
10.1107/s0907444904019158
发表时间：
2004-12-01
影响因子：
2.2
作者：
Emsley, P;Cowtan, K
通讯作者：
Cowtan, K
影响因子：
15
作者：
Alexander, Seth C.;Busby, Kayla N.;Devaraj, Neal K.
通讯作者：
Devaraj, Neal K.
影响因子：
15
作者：
Gao, Jinxu;Mfuh, Adelphe;Woo, Christina M.
通讯作者：
Woo, Christina M.
DOI：
10.1107/s0907444909052925
发表时间：
2010-02
期刊：
Acta crystallographica. Section D, Biological crystallography
影响因子：
--
作者：
Adams PD;Afonine PV;Bunkóczi G;Chen VB;Davis IW;Echols N;Headd JJ;Hung LW;Kapral GJ;Grosse-Kunstleve RW;McCoy AJ;Moriarty NW;Oeffner R;Read RJ;Richardson DC;Richardson JS;Terwilliger TC;Zwart PH
通讯作者：
Zwart PH
DOI：
10.1126/science.1215063
发表时间：
2012-01-13
期刊：
Science (New York, N.Y.)
影响因子：
--
作者：
Baker JL;Sudarsan N;Weinberg Z;Roth A;Stockbridge RB;Breaker RR
通讯作者：
Breaker RR