QUANTITATION OF HYDROGEN BONDS OF DNA AND RNA BY NMR

通过 NMR 定量 DNA 和 RNA 的氢键

基本信息

  • 批准号:
    2728541
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 10.08万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    1999
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    1999-09-01 至 2001-08-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

DNA and RNA play many functional roles: their various structures modulate processes such as gene regulation, translation, mitosis, and chromosome stability. Understanding nucleic acid structure and function, and malfunction, relies on a clear picture of their local and global structures. It is universally accepted that the hydrogen bond (H-bond) is of central importance in nucleic acid structure and function. Ironically, there is at present no method that can directly and quantitatively measure essential aspects of the H-bond in DNA and RNA molecules. Today, H-bond information on nucleic acid molecules is, at best, inferred from spatial proximity after the structure has been solved using other constraints. As interactions with modified bases, proteins, drugs, nucleic acids, and metals are mediated by specific H-bonds of varying angles and lengths, it is necessary to obtain quantitative parameters on H-bonds for a clearer understanding of the relationship between the structure of DNA, RNA, their complexes, and function. It is proposed here that H-bond length and angle can be measured In nucleic acids In a quantitative manner by the nuclear magnetic resonance (NMR) experiments presented below. The first experiment measures so called fractionation values (phi) at imino and amino sites of a nucleic acid molecule equilibrated in a known mixture of H2O/D2O. The phi value of, say, an imino site of a DNA molecule equilibrated in 50 percent H2O, 50 percent D2O is the population of deuterated over protonated states at that site, and will depend on the vibrational force constant of the imino site relative to that of the solvent. It is proposed here that phi values will be sensitive to H-bond angles of nucleic acid molecules, can be measured in an accurate and precise manner by NMR, and that an empirical relationship can be found between phi values and nucleic acid H-bond geometry. The second experiment presented here will allow the measurement of quadrupole coupling constant (QCC) values at (deuterated) imino and amino sites of DNA and RNA dissolved in D2O. QCC is sensitive to the local electrical symmetry. A short strong H-bond produces a more electrically symmetric environment at the amino or imino site relative to a longer H-bond. It is proposed here that the QCC values of deuterons at these sites will reflect the H-bond distance in DNA and RNA, that they can be measured accurately and precisely by NMR, and that a robust empirical relationship between QCC and nucleic acid H-bond length can be established. Together, phi and QCC values will provide invaluable information on the structure of the H-bond in DNA and RNA, and they will provide the first opportunity to investigate H-bond geometries directly and quantitatively in these molecules. A specific aim of this project is to develop the NMR experiments which will be able to measure phi and QCC values in the most accurate and precise manner. The long term objective is to establish the relationships between H-bond geometries and the NMR observables.
DNA和RNA发挥着许多功能作用:它们的各种结构调节基因调控、翻译、有丝分裂和染色体稳定性等过程。 了解核酸的结构和功能,以及故障,依赖于它们的局部和全局结构的清晰图像。 氢键(H-键)在核酸的结构和功能中具有核心的重要性。 具有讽刺意味的是,目前还没有一种方法可以直接和定量地测量DNA和RNA分子中氢键的基本方面。 今天,核酸分子的氢键信息最多是在使用其他约束解决结构之后从空间邻近性推断出来的。 由于与修饰碱基、蛋白质、药物、核酸和金属的相互作用是由不同角度和长度的特定氢键介导的,因此有必要获得氢键的定量参数,以便更清楚地了解DNA、RNA及其复合物的结构与功能之间的关系。 本文提出,可以通过以下呈现的核磁共振(NMR)实验以定量方式测量核酸中的H键长度和角度。 第一个实验测量在已知的H2O/D2 O混合物中平衡的核酸分子的亚氨基和氨基位点处的所谓分馏值(phi)。 比方说,在50%H2O和50%D2O中平衡的DNA分子的亚氨基位点的phi值是该位点上氘代态相对于质子化态的总体,并且将取决于亚氨基位点相对于溶剂的振动力常数。 在此提出,phi值将对核酸分子的氢键角敏感,可以通过NMR以准确和精确的方式测量,并且可以在phi值和核酸氢键几何形状之间找到经验关系。 这里提出的第二个实验将允许四极耦合常数(QCC)值的测量(氘代)亚氨基和氨基位点的DNA和RNA溶解在D2 O。 QCC对局域电对称性敏感。 相对于较长的H-键,短的强H-键在氨基或亚氨基位点产生更电对称的环境。 在此提出,在这些网站上的氘核的QCC值将反映在DNA和RNA的氢键距离,它们可以被准确和精确地测量NMR,并可以建立一个强大的经验QCC和核酸氢键长度之间的关系。 Phi和QCC值一起将提供有关DNA和RNA中氢键结构的宝贵信息,它们将首次提供直接和定量研究这些分子中氢键几何形状的机会。 该项目的一个具体目标是开发NMR实验,以最准确和精确的方式测量phi和QCC值。 长期目标是建立氢键几何形状和NMR观测值之间的关系。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Andy LiWang其他文献

Andy LiWang的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Andy LiWang', 18)}}的其他基金

Temperature and metabolic compensation mechanisms in a circadian clock system
生物钟系统中的温度和代谢补偿机制
  • 批准号:
    10544006
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 10.08万
  • 项目类别:
Temperature and metabolic compensation mechanisms in a circadian clock system
生物钟系统中的温度和代谢补偿机制
  • 批准号:
    10594727
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 10.08万
  • 项目类别:
Temperature and metabolic compensation mechanisms in a circadian clock system
生物钟系统中的温度和代谢补偿机制
  • 批准号:
    10797991
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 10.08万
  • 项目类别:
Temperature and metabolic compensation mechanisms in a circadian clock system
生物钟系统中的温度和代谢补偿机制
  • 批准号:
    10330682
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 10.08万
  • 项目类别:
The Linchpin that Joins the Circadian Oscillator to Clock Output
连接昼夜节律振荡器和时钟输出的关键
  • 批准号:
    10152597
  • 财政年份:
    2014
  • 资助金额:
    $ 10.08万
  • 项目类别:
The Linchpin that Joins the Circadian Oscillator to Clock Output
连接昼夜节律振荡器和时钟输出的关键
  • 批准号:
    8846618
  • 财政年份:
    2014
  • 资助金额:
    $ 10.08万
  • 项目类别:
Tertiary Structures of Circadian Clock Proteins by NMR
通过 NMR 观察昼夜节律钟蛋白的三级结构
  • 批准号:
    6719590
  • 财政年份:
    2002
  • 资助金额:
    $ 10.08万
  • 项目类别:
The Structural and Biochemical Bases of Circadian Oscillator Rhythmicity
昼夜节律振荡器节律的结构和生化基础
  • 批准号:
    7677075
  • 财政年份:
    2002
  • 资助金额:
    $ 10.08万
  • 项目类别:
Tertiary Structures of Circadian Clock Proteins by NMR
通过 NMR 观察昼夜节律钟蛋白的三级结构
  • 批准号:
    7048609
  • 财政年份:
    2002
  • 资助金额:
    $ 10.08万
  • 项目类别:
Tertiary Structures of Circadian Clock Proteins by NMR
通过 NMR 观察昼夜节律钟蛋白的三级结构
  • 批准号:
    6868981
  • 财政年份:
    2002
  • 资助金额:
    $ 10.08万
  • 项目类别:

相似国自然基金

基于多模态嵌入的RNA远程同源模板识别方法研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
RNA剪接失调导致脊肌萎缩症的分子机制研究
  • 批准号:
    JCZRYB202500984
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
脑胶质瘤RNA异常代谢与病理功能
  • 批准号:
    JCZRQT202500132
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
RNA结合蛋白PTBP1调控UCP2抑制滋养层细胞氧化应激在子痫前期中的作用及分子机制研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
长链非编码RNA Malat1通过PTEN/TCF-1促进记忆CD8+ T细胞分化的机
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
基于小RNA深度测序鉴定重庆地区药用植物病毒病原
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
RNA修饰调控线粒体代谢的机制及其在代谢性疾病防治中的研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
环状RNA circSREBF2介导的代谢重编程在甲氨蝶呤耐药类风湿性关节炎中的作用机制研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
RNA结合基序蛋白5(RBM5)通过调控神经传递影响老年小鼠术后认知功能障碍
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目

相似海外基金

Collaborative Research: REU Site: Summer Undergraduate Research Program in RNA and Genome Biology (REU-RGB)
合作研究:REU 网站:RNA 和基因组生物学暑期本科生研究计划 (REU-RGB)
  • 批准号:
    2349255
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 10.08万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
Conference: 2024 Post-Transcriptional Gene Regulation Gordon Research Conference and Seminar: The Versatility of RNA in the Living World
会议:2024年转录后基因调控戈登研究会议及研讨会:RNA在生活世界中的多功能性
  • 批准号:
    2422760
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 10.08万
  • 项目类别:
    Standard Grant
RNA輸送体SIDT2の構造解析によるRNAオートファジー機構の解明
通过RNA转运蛋白SIDT2的结构分析阐明RNA自噬机制
  • 批准号:
    24KJ0909
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 10.08万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
リキッドバイオプシーを用いたエクソソームマイクロRNAの網羅的解析
使用液体活检综合分析外泌体 microRNA
  • 批准号:
    24K12701
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 10.08万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
DREAM Sentinels: Multiplexable and programmable cell-free ADAR-mediated RNA sensing platform (cfRADAR) for quick and scalable response to emergent viral threats
DREAM Sentinels:可复用且可编程的无细胞 ADAR 介导的 RNA 传感平台 (cfRADAR),可快速、可扩展地响应突发病毒威胁
  • 批准号:
    2319913
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 10.08万
  • 项目类别:
    Standard Grant
CAREER: Probing structural dynamics and regulatory mechanisms of RNA-guided CRISPR-Cas12 endonucleases and their analogues
职业:探索 RNA 引导的 CRISPR-Cas12 核酸内切酶及其类似物的结构动力学和调控机制
  • 批准号:
    2339799
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 10.08万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
ウイルス由来マイクロRNAを標的とした慢性活動性EBウイルス病の治療法の開発
针对病毒衍生的 microRNA 开发慢性活动性 EB 病毒病治疗方法
  • 批准号:
    24K11569
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 10.08万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
HER2陽性乳癌細胞が脳転移を可能にする際に関与する機能性RNA分子の解明
阐明参与 HER2 阳性乳腺癌细胞转移至大脑的功能性 RNA 分子
  • 批准号:
    24K11746
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 10.08万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
DNA損傷部位に集積する長鎖非翻訳RNAの全容解明と細胞・動物個体レベルでの機能解析
完整阐明在 DNA 损伤位点积累的长链非翻译 RNA,并在细胞和动物水平进行功能分析
  • 批准号:
    24K09285
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 10.08万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
デコイ核酸によるRNA編集阻害とこれを利用した疾病治療の可能性
诱饵核酸对 RNA 编辑的抑制以及利用其治疗疾病的可能性
  • 批准号:
    24K09813
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 10.08万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了