Time-resolved structural analysis of an RNA-cleaving DNA catalyst

劈开 核糖核酸 DNA 化学 合理设计 纳米技术 催化作用 核酶 生物物理学 计算生物学 脱氧核酶 生物 生物化学 基因 材料科学
作者
Jan Borggräfe,Julian Victor,Hannah Rosenbach,Aldino Viegas,Christoph G. W. Gertzen,Christine Wuebben,Helena Kovacs,Mohanraj Gopalswamy,Detlev Riesner,Gerhard Steger,Olav Schiemann,Holger Gohlke,Ingrid Span,Manuel Etzkorn
出处
期刊:Nature [Nature Portfolio]
卷期号:601 (7891): 144-149 被引量:105
标识
DOI:10.1038/s41586-021-04225-4
摘要

The 10-23 DNAzyme is one of the most prominent catalytically active DNA sequences1,2. Its ability to cleave a wide range of RNA targets with high selectivity entails a substantial therapeutic and biotechnological potential2. However, the high expectations have not yet been met, a fact that coincides with the lack of high-resolution and time-resolved information about its mode of action3. Here we provide high-resolution NMR characterization of all apparent states of the prototypic 10-23 DNAzyme and present a comprehensive survey of the kinetics and dynamics of its catalytic function. The determined structure and identified metal-ion-binding sites of the precatalytic DNAzyme-RNA complex reveal that the basis of the DNA-mediated catalysis is an interplay among three factors: an unexpected, yet exciting molecular architecture; distinct conformational plasticity; and dynamic modulation by metal ions. We further identify previously hidden rate-limiting transient intermediate states in the DNA-mediated catalytic process via real-time NMR measurements. Using a rationally selected single-atom replacement, we could considerably enhance the performance of the DNAzyme, demonstrating that the acquired knowledge of the molecular structure, its plasticity and the occurrence of long-lived intermediate states constitutes a valuable starting point for the rational design of next-generation DNAzymes.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
PigaChu发布了新的文献求助10
刚刚
Haries完成签到,获得积分10
刚刚
tlc_191026完成签到,获得积分10
刚刚
小伍同学完成签到,获得积分10
1秒前
伊雪儿完成签到,获得积分10
1秒前
科研通AI2S应助077采纳,获得10
2秒前
杨知意完成签到,获得积分10
2秒前
nightmoonsun发布了新的文献求助10
3秒前
柚子发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
4秒前
在水一方应助吴帆采纳,获得10
5秒前
高分子物理不会完成签到,获得积分10
5秒前
Jessica完成签到,获得积分20
5秒前
善学以致用应助clone2012采纳,获得30
5秒前
雨张发布了新的文献求助20
5秒前
6秒前
7秒前
7秒前
红柚完成签到,获得积分10
7秒前
豪豪完成签到,获得积分10
8秒前
一一完成签到 ,获得积分10
8秒前
wyc完成签到,获得积分10
9秒前
不想干活应助yzbbb采纳,获得10
9秒前
bkagyin应助研友_89jWGL采纳,获得10
9秒前
吴圳完成签到,获得积分20
10秒前
12秒前
哲别发布了新的文献求助10
12秒前
科目三应助lili采纳,获得10
12秒前
赘婿应助蛋蛋采纳,获得10
12秒前
nightmoonsun完成签到,获得积分10
12秒前
科研通AI5应助李君然采纳,获得10
13秒前
大个应助SIDEsss采纳,获得10
13秒前
drjim发布了新的文献求助10
13秒前
13秒前
吴圳发布了新的文献求助10
13秒前
飞翔的霸天哥应助WLWLW采纳,获得30
14秒前
Maestro_S应助jyyg采纳,获得10
14秒前
不愿透露姓名科研人完成签到 ,获得积分10
14秒前
研友_VZG7GZ应助joruruo采纳,获得10
14秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
计划经济时代的工厂管理与工人状况(1949-1966)——以郑州市国营工厂为例 500
INQUIRY-BASED PEDAGOGY TO SUPPORT STEM LEARNING AND 21ST CENTURY SKILLS: PREPARING NEW TEACHERS TO IMPLEMENT PROJECT AND PROBLEM-BASED LEARNING 500
The Pedagogical Leadership in the Early Years (PLEY) Quality Rating Scale 410
Modern Britain, 1750 to the Present (第2版) 300
Writing to the Rhythm of Labor Cultural Politics of the Chinese Revolution, 1942–1976 300
Lightning Wires: The Telegraph and China's Technological Modernization, 1860-1890 250
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 物理化学 基因 催化作用 遗传学 冶金 电极 光电子学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4600144
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4010398
关于积分的说明 12416277
捐赠科研通 3690163
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2034179
邀请新用户注册赠送积分活动 1067543
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 952426