Determination of the conformation of the 2'OH group in RNA by NMR spectroscopy and DFT calculations.
Determination of the conformation of the 2'OH group in RNA by NMR spectroscopy and DFT calculations.
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通过核磁共振波谱和 DFT 计算确定 RNA 中 2OH 基团的构象
DOI：
10.1002/anie.201007844
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发表时间：
2011
影响因子：
--
通讯作者：
Schwalbe H
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Nozinovic S;Gupta P;Fürtig B;Richter C;Tullmann S;Duchardt-Ferner E;Holthausen MC;Schwalbe H
与DNA相比，RNA表现出明显的功能、结构和化学多样性，这被认为是RNA世界进化的关键。[1]2оOH基团的存在会导致主要糖构象的变化并提供催化活性，但同时它会降低RNA的化学稳定性。2оOH基团参与非典型区域的氢键相互作用，并负责形成跨越RNA螺旋小沟的有序水网络。[2]分子动力学（MD）模拟表明，2 <$OH基团在C3 <$o-内糖构象中有三种优先取向（图1），而在C2 <$o-内糖构象中，预测只有O3 <$o-结构域取向。[3]实验测定这种环外扭转角对RNA结构分析提出了严峻的挑战，因为2оOH基团的氢原子只能在X射线晶体学分辨率< 1的电子密度图中可见，因此它们的位置通常无法检测到。中子衍射是质子检测的另一种方法，但报道很少，特别是对于大RNA。最近的低温NMR光谱研究使涉及2оOH的构象分析成为可能。
In contrast to DNA, RNA exhibits pronounced functional, structural, and chemical diversity, which has been considered essential for the evolution of the RNA world.[1] The presence of the 2оOH group induces a change in the predominant sugar conformation and provides catalytic activity, but at the same time it reduces the chemical stability of RNA. 2оOH groups are involved in hydrogen-bonding interactions in noncanonical regions and are responsible for the formation of a wellordered water network spanning the minor groove of the RNA helix.[2] It is therefore of considerable interest to determine experimentally the conformation of the 2оOH group.Molecular dynamics (MD) simulations suggest three preferred orientations for the 2оOH group in the C3о-endo sugar conformation (Figure 1), while for the C2о-endo sugar conformation exclusively O3о-domain orientations are predicted.[3] Experimental determinations of this exocyclic torsion angle pose a serious challenge in RNA structure analyses, because the hydrogen atoms of 2оOH groups are only visible in electron density maps derived by X-ray crystallography at resolutions< 1 and therefore their positions generally remain undetectable. Neutron diffraction is an alternative method for proton detection but reports are sparse, especially for large RNAs. Recent low-temperature NMR spectroscopic studies enabled conformational analyses involving the 2оOH
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