Phosphorothioate-Based Site-Specific Labeling of Large RNAs for Structural and Dynamic Studies.
Phosphorothioate-Based Site-Specific Labeling of Large RNAs for Structural and Dynamic Studies.
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基于硫代磷酸酯的大 RNA 位点特异性标记，用于结构和动态研究。
DOI：
10.1021/acschembio.2c00199
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发表时间：
2022-09-16
影响因子：
4
通讯作者：
Fang, Xianyang
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Hu, Yanping;Wang, Yan;Singh, Jaideep;Sun, Ruirui;Xu, Lilei;Niu, Xiaolin;Huang, Keyun;Bai, Guangcan;Liu, Guoquan;Zuo, Xiaobing;Chen, Chunlai;Qin, Peter Z.;Fang, Xianyang
脉冲电子-电子双共振（PELDOR）光谱，X射线散射干涉（XSI）和单分子Förster共振能量转移（smFRET）是提供纳米范围内分子间或分子内成对距离分布的分子标尺，因此非常适合生物分子（包括RNA）的结构和动力学研究。这些应用的先决条件需要分别用自旋标记物、金纳米颗粒和荧光标记物对生物分子进行位点特异性标记。最近，大RNA的位点特异性标记已经通过包含A-T/G-C碱基对和NaM-TPT 3非天然碱基对（UBP）的扩展遗传字母表的转录与通过点击化学或胺-NHS酯反应在UBP碱基处的转录后修饰的组合来实现。然而，由于使用的官能团或标记探针的体积庞大，这样的策略可能会导致结构扰动并降低距离测量的准确性。在这里，我们合成了rTPT 3 TP的α-硫代磷酸化变体（rTPT 3 αS），它允许通过马来酰亚胺修饰的探针在内部α-磷酸骨架处对大RNA进行转录后位点特异性标记。随后的PELDOR，XSI，和smFRET测量结果在较窄的距离分布比标记在TPT 3基地。该策略为大分子RNA及其复合物的结构和动力学研究提供了一条新的途径。
Pulsed electron−electron double resonance (PELDOR) spectroscopy, X-ray scattering interferometry (XSI), and single-molecule Förster resonance energy transfer (smFRET) are molecular rulers that provide inter- or intramolecular pair-wise distance distributions in the nanometer range, thus being ideally suitable for structural and dynamic studies of biomolecules including RNAs. The prerequisite for such applications requires site-specific labeling of biomolecules with spin labels, gold nanoparticles, and fluorescent tags, respectively. Recently, site-specific labeling of large RNAs has been achieved by a combination of transcription of an expanded genetic alphabet containing A-T/G-C base pairs and NaM-TPT3 unnatural base pair (UBP) with post-transcriptional modifications at UBP bases by click chemistry or amine−NHS ester reactions. However, due to the bulky sizes of functional groups or labeling probes used, such strategies might cause structural perturbation and decrease the accuracy of distance measurements. Here, we synthesize an α-thiophosphorylated variant of rTPT3TP (rTPT3αS), which allows for post-transcriptional site-specific labeling of large RNAs at the internal α-phosphate backbone via maleimide-modified probes. Subsequent PELDOR, XSI, and smFRET measurements result in narrower distance distributions than labeling at the TPT3 base. The presented strategy provides a new route to empower the molecular rulers for structural and dynamic studies of large RNA and its complex.
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影响因子：
14.9
作者：
Lebars I;Vileno B;Bourbigot S;Turek P;Wolff P;Kieffer B
通讯作者：
Kieffer B
DOI：
10.1038/s41580-019-0136-0
发表时间：
2019-08
期刊：
Nature reviews. Molecular cell biology
影响因子：
--
作者：
Ganser LR;Kelly ML;Herschlag D;Al-Hashimi HM
通讯作者：
Al-Hashimi HM
DOI：
10.3390/v3091739
发表时间：
2011-09
期刊：
Viruses
影响因子：
--
作者：
Gebhard LG;Filomatori CV;Gamarnik AV
通讯作者：
Gamarnik AV
影响因子：
3.9
作者：
Barnwal RP;Yang F;Varani G
通讯作者：
Varani G
基于硫代磷酸酯的大 RNA 位点特异性标记，用于结构和动态研究。
影响因子：
4
作者：
Hu, Yanping;Wang, Yan;Singh, Jaideep;Sun, Ruirui;Xu, Lilei;Niu, Xiaolin;Huang, Keyun;Bai, Guangcan;Liu, Guoquan;Zuo, Xiaobing;Chen, Chunlai;Qin, Peter Z.;Fang, Xianyang
通讯作者：
Fang, Xianyang