与等效性手性系统相比,日光流混合物结晶的易度性被通常利用以产生小分子的晶体。然而,生物大分子(例如DNA和蛋白质)是天然手性的,因此,可用的手性空间组有限范围会阻碍这种分子的结晶。在过去的15年中启发性的工作表明,蛋白质的消极混合物是蛋白质化学合成的令人印象深刻的进步,确实可以提高蛋白质结晶实验的成功率。最近,将外消旋结晶方法扩展到包括核酸,作为确定对映射DNA晶体结构的可能有助于。在这里,报告的发现表明,收益可能会超出这一点。描述了DNA序列D(CCCGGG)的两个外表面晶体结构,发现它们折叠成A形DNA。这种形式与固态中手性等效物所采用的Z形式DNA构象有所不同,这表明种族群的使用也可能有利于新构象的出现。重要的是,外星人混合物在固态中形成与手性等效物不同的固态相互作用(包括形成了外围的伪螺旋形成),这表明利用外消毒DNA混合物可以为精确的自组装纳米材料和纳米结构设计提供新的可能性。
常见 B 型 DNA 和其他 DNA 构象之间的动态结构转变为基因表达提供了额外的调控层。1–4 G-四链体 (G4) 和 i-基序 (iM) 是两类重要的非规范 DNA 结构,分别在人类基因组中某些富含鸟嘌呤和胞嘧啶的区域形成。由于 iM 结构是通过堆叠插入的半质子化胞嘧啶碱基对 (C+:C) 形成的,因此最初认为 iM 的形成需要弱酸性 pH 值,然而,现在已经确定这些结构是在细胞环境中的生理 pH 值下形成的。5,6 G4 结构由 pi 堆叠的平面 G 四联体形成,其中每个 G 四联体由四个鸟嘌呤碱基组成,通过 Hoogsteen 氢键结合在一起,并通过生理相关的阳离子进一步稳定。 7–10 G4 和 iM 折叠机制已用于预测它们在基因组中形成的倾向以及它们在调控区域中的过度表达。5,11 此外,它们的结构特征
基因启动子处的 DNA-蛋白质相互作用在基因表达中起着至关重要的作用。人类细胞的启动子富含富含鸟嘌呤的序列,这些序列可以形成四链 G-四链体 (G4) 结构。G4 正在成为基因调控中一类独特的基于结构的调控元件,它们与蛋白质的相互作用对于 G4 的作用至关重要。目前,我们对 G4-蛋白质相互作用的理解主要是基于个案,没有系统信息。在这项工作中,我们使用来自 ENCODE 项目的数据检查了共识 G4 形成区 G4(+) 周围 1,183 种人类 DNA 结合蛋白(包括转录因子、组蛋白及其修饰酶)的空间占有率。我们发现 G4(+)、其近端侧和远端侧是三个主要的蛋白质结合位点。几乎所有蛋白质在这些位点上都富集或耗尽,这可能是由于竞争或位点之间的时空转换,导致不同程度的变化或持久性,在细胞/组织类型内或跨细胞/组织类型。值得注意的是,组蛋白被排除在 G4(+) 的近端之外,它们与 G4(+) 的结合分别通过乙酰化和甲基化打开和关闭。此外,远端优先富集 H3K23me2 和 H3K4me2。我们的实验还揭示了相应的 G4-蛋白质相互作用模式。总之,我们的结果表明 G4 在动态定义和协调基因启动子处的染色质结构和 DNA-蛋白质相互作用以进行转录调控方面发挥着普遍作用,而这项任务不太可能通过基于序列的 DNA 识别来完成。
基因启动子处的 DNA-蛋白质相互作用在基因表达中起着至关重要的作用。人类细胞的启动子富含富含鸟嘌呤的序列,这些序列可以形成四链 G-四链体 (G4) 结构。G4 正在成为基因调控中一类独特的基于结构的调控元件,它们与蛋白质的相互作用对于 G4 的作用至关重要。目前,我们对 G4-蛋白质相互作用的理解主要是基于个案,没有系统信息。在这项工作中,我们使用来自 ENCODE 项目的数据检查了共识 G4 形成区 G4(+) 周围 1,183 种人类 DNA 结合蛋白(包括转录因子、组蛋白及其修饰酶)的空间占有率。我们发现 G4(+)、其近端侧和远端侧是三个主要的蛋白质结合位点。几乎所有蛋白质在这些位点上都富集或耗尽,这可能是由于竞争或位点之间的时空转换,导致不同程度的变化或持久性,在细胞/组织类型内或跨细胞/组织类型。值得注意的是,组蛋白被排除在 G4(+) 的近端之外,它们与 G4(+) 的结合分别通过乙酰化和甲基化打开和关闭。此外,远端优先富集 H3K23me2 和 H3K4me2。我们的实验还揭示了相应的 G4-蛋白质相互作用模式。总之,我们的结果表明 G4 在动态定义和协调基因启动子处的染色质结构和 DNA-蛋白质相互作用以进行转录调控方面发挥着普遍作用,而这项任务不太可能通过基于序列的 DNA 识别来完成。
Chagas病是由Cruzi的寄生虫锥虫引起的,在全球范围内影响超过700万人。两种实际治疗方法分别是苯甲酸唑(BZN)和Nifurtimox,由于其高毒性导致患者被放弃治疗,从而引起严重的副作用。在这项工作中,我们建议DNA G四链体(G4)作为这种传染病的潜在治疗靶标。我们在T. Cruzi的基因组中发现了每100,000个核苷酸的174个PQ,并确认了三个频繁基序的G4形成。我们合成了一个基于二乙烯基乙烯(DTE)支架的14个四链体配体的家族,并证明了它们与这些已鉴定的G4序列的结合。几种DTE衍生物表现出与BZN相同浓度范围的四种不同菌株的t. cruzi菌株的表量的微摩尔活性。化合物L3和L4对T. cruzi sol菌株的血液中的活性形式(IC 50 = 1.5 - 3.3μm,Si = 25 - 40.9)具有出色的活性,比BZN高40倍,并且显示出更好的选择性指数。
1捷克科学学院生物物理学研究所,Královopolská135,612 00 Brno,捷克共和国Brno 2捷克高级技术研究所,Catrin,Catrin,Palacký大学,K例科夫斯科夫斯科夫斯科夫斯科佛511/8 Ostrava,17。Listopadu2172/15,708 00 Ostrava-Poruba,捷克共和国和联合优先的作者。*对应作者:Miroslav Krepl电子邮件:krepl@ibp.cz摘要由RNA和DNA链形成的抽象混合双螺旋(通常称为混合双链体或杂交),在转录和反向转录等生物学过程中至关重要。它们对于他们在CRISPR基因编辑和纳米技术中的应用也很重要。,尽管它们具有重要意义,但杂种很少以原子分子动力学方法进行建模,并且没有基准研究系统地评估了力场的性能。在这里,我们介绍了使用现代和常用的成对添加剂和可极化的核酸力场的杂种进行广泛的基准研究。我们的发现表明,任何可用的力场选择都没有准确地重现混合动力的所有特征结构细节。琥珀色力场无法填充DNA链的C3'-endo(北)冰球和低估的倾斜度。charmm力场准确地描述了C3'-endo冰球和倾斜度,但显示了基对的不稳定性。可极化的力场与准确再现螺旋参数的努力。某些力场组合甚至表现出RNA和DNA参数之间的明显冲突。在这项工作中,我们对混合DNA/RNA双链体的力场性能进行了坦率的评估。我们为选择可利用的力场组合提供指导,并突出显示潜在的陷阱和获得最佳性能的最佳实践。引言基因表达过程不可避免地涉及转录过程中混合RNA和DNA双链体(杂种)的形成,而新鉴定的RNA链暂时将基础与DNA模板配对。1在逆转录期间发生相反的过程,
取决于基因表达的协调变化,特别是在内侧前额叶皮层的垂直区域(ILPFC; Martin等,2000; Bruel-Jungerman等,2007; Alberini,2009)。近年来,我们和其他人表明,此过程涉及转录机械和表观基因组机制之间的严格控制相互作用(Campbell和Wood,2019年)。DNA在细胞中比RNA,蛋白质或脂质更为持久,因此其调节的机制是理解行为适应的关键(Marshall和Bredy,2016年)。尽管长期以来与神经元的可塑性和记忆长期以来一直与DNA和组蛋白的修饰有关(Vanyushin,2006; Bredy等,2007; Vecsey等,2007; Wei等,2012;Grä虫,2014; li et al。这是因为DNA结构和功能之间的关系主要归因于右手双螺旋,
6 1。分子胚胎学与遗传学研究所基因组神经病学系7(IMEG),库马托大学,库曼莫托,日本8 2。日本库曼莫托大学药学研究生院。9 3。日本库曼本北部10号医学科学研究生院神经病学系。11 4。日本托托里工程研究生院化学和生物技术系,日本托托里12大学13 14 *应向诺里氏菌Shioda和Yasushi Yabuki发言,16 Norifumi Shioda9 17 Norifumi Shioda9 17基因组神经病学系17日本Kumamoto 860-0811。 19电话:81-96-373-6633 20电子邮件:shioda@kumamoto-u.ac.jp 21 22 Yasushi Yabuki 23基因组神经病学系,分子胚胎学和遗传学研究所,Kumamoto University,24 Kumamoto University,24 Kumamoto University,24 Konjo,2-2-1 Honjo,2-2-1 Honjo,chuo-kumamamamamomoto,86-086-086-086-08。 25电话:81-96-373-6633 26电子邮件:yabukiy@kumamoto-u.ac.jp 27日本托托里工程研究生院化学和生物技术系,日本托托里12大学13 14 *应向诺里氏菌Shioda和Yasushi Yabuki发言,16 Norifumi Shioda9 17 Norifumi Shioda9 17基因组神经病学系17日本Kumamoto 860-0811。19电话:81-96-373-6633 20电子邮件:shioda@kumamoto-u.ac.jp 21 22 Yasushi Yabuki 23基因组神经病学系,分子胚胎学和遗传学研究所,Kumamoto University,24 Kumamoto University,24 Kumamoto University,24 Konjo,2-2-1 Honjo,2-2-1 Honjo,chuo-kumamamamamomoto,86-086-086-086-08。25电话:81-96-373-6633 26电子邮件:yabukiy@kumamoto-u.ac.jp 2725电话:81-96-373-6633 26电子邮件:yabukiy@kumamoto-u.ac.jp 27
对G4二级结构的分析表明,内源性G4基因组景观受到严格调节,只有700,000多个人类序列中,只有1-2%能够在体外生物物理折叠成G4结构(4)。据报道,G4S在癌细胞中的患病率增加(5),并且特别与患者衍生的侵袭性乳腺癌组织中高度表达和扩增的基因有关(6)。多个证据表明,与正常细胞相比,G4在癌细胞中检测到较高的G4量在癌症的生长和进展中起作用(7,8),这使得G4成为引人入胜的药物发现靶标(7,9)。G4似乎与癌症相关基因有关联,因为与正常细胞相比,在癌细胞中检测到更大的G4。实时跟踪G4,直接了解其生物学作用是一个新的基本生物学领域,并且可能为诊断和治疗癌症等疾病(10)开辟了新的途径(10)。此外,G4结构可以用作新的预后生物标志物和有效的治疗靶点