“嘧啶型”三螺旋DNA

“嘧啶型”三螺旋或嘧啶-嘌呤-嘧啶(Y·RY)型三螺旋中,第三條嘧啶鏈以平行於Watson-Crick雙螺旋中嘌呤鏈的方向,纏繞到雙螺旋的大溝上;專一性地與嘌呤鏈結合。例如,典型的Y·RY型三螺旋T·AT和C+·GC,其專一性體現在T對AT,質子化的C對GC的識別。這些三螺旋的結構基本單位是三鹼基體。T·AT和C+·GC三螺旋的鏈3和鏈2的鹼基以兩個Hoogsteen氫鍵配對,不影響鏈1和鏈2間的相互作用。

特點

近年來的核磁共振實驗表明:Y·RY型三螺旋也包括三鏈複合物G·TA、T·CG和X·GC(X=A、G、T)。在G·TA三螺旋中,第三條G鏈的糖環構象採取N型,而其他的兩條鏈上的糖環構象大部分是S型。在T·CG三螺旋中,鹼基T和C之間僅以一個氫鏈相連。在Y·RY型分子內三螺旋X·GC(X=A、G、T)中,第二條鏈和第三條鏈的鹼基之間都是以一條或兩條氫鍵相連。這些三螺旋不同於典型的T·AT和C·GC三螺旋,氫鍵配對沒有嚴格的限制。

研究進展

自從Arnott等根據低解析度的X射線衍射得到d(T)n·d(A)n·d(T)n三螺旋模型以來,20年來一直作為研究Y·RY型三螺旋的結構基礎。Arnott等提出的三螺旋為A型DNA,糖環構象是N型(C3′-endo),一個周期含有12個核苷酸,平均鹼基高度為32.6nm,有較負的X位移(-32nm)。最近這種模型受到各種實驗結果的懷疑。Howard等根據紅外光譜以及偏端黴素A的嵌入實驗(偏端黴素A只與B型不與A型DNA結合)等研究結果提出了不同於Arnott模型的Y·RY型三螺旋結構模型。它們認為d(T)n·d(A)n·d(T)n三螺旋在結構和構象上採取B型,其糖環構象是C2′-endo(S型),3條核苷酸鏈都有相同的糖-磷酸主鏈構象。在兩個反平行的T鏈間存在一個二重對稱軸,而在Arnott的模型中不含有任何對稱性。d(T)n·d(A)n·d(T)n的B型三螺旋結構比A型在能量上更優越,同時Raghunathan等也給出了B型三螺旋結構模型的初始坐標。分子模型和振動譜的研究表明在d(G)n·d(G)n·d(C)n和d(G)n·d(A)n·d(T)n三螺旋中,S型和N型糖環構象都存在,糖環的二面角在anti區。d(C)n鏈是S型,Watson-Crick中的d(G)n鏈是N型。分子動力學模擬也表明YRY型三螺旋與Arnott的模型有較大的偏離。然而,三螺旋究竟是A型還是B型或者是兩者的混合體還需要進一步實驗去證實。

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