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Angew. Chem.:三链体DNA稳定性的高通量解析和预测2025-07-24
三链体DNA作为一种重要的非典型DNA结构,在基因调控和疾病发生机制等生理过程中扮演着重要角色。此外,TFO可以靶向目标双链DNA形成稳定的三链体结构,进而调节目标基因表达,因此也是一类重要的核酸药物。作为环境敏感型核酸结构,三链体的结构稳定性同时受到酸碱度、离子强度和温度的影响。然而以往研究三链体结构稳定性时,往往考虑这三个因素中的两个,缺乏综合评估其结构稳定性的有效手段,同时也没有预测三链体结构在不同环境条件下的数学模型。

近日,中国药科大学的程明攀教授和巴黎综合理工学院的Jean-Louis Mergny合作开发了一种高通量的五维荧光共振能量转移熔解退火实验(5DFRETMA)方法,可实现复杂环境条件下分子内三链体的热和酸碱稳定性的同步测量,并成功建立三链体稳定性的数学预测模型。

 

 

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该研究团队发现热稳定性与酸碱度之间,以及pH稳定性与温度之间均存在单调负相关关系。而离子强度对三链体稳定性具有双重影响:其能够增强A•T Hoogsteen碱基对的稳定性,同时降低G•C+ Hoogsteen碱基对的稳定。总体上,随着三链体中G•C+含量的增加,三链体稳定性与离子强度之间的关系,逐渐从单调正相关转变为单调负相关。

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研究团队基于大量稳定性数据开发的预测模型,不仅成功预测三链体DNA的热稳定性,还首次实现了在不同温度和离子环境条件下对酸碱稳定性的高精度预测。这项工作深化了我们对三链体DNA在生物学复杂环境中发挥各种生理功能的机制理解,也为合理设计基因靶向治疗药物和合成生物学应用提供了工具。下一步该研究团队计划实现复杂环境条件下不同序列三链体稳定性的预测。

文信息

Deciphering and Predicting Thermal and pH Stabilities of Triplex DNA Under Multifactorial Conditions

Shilong Zhang, Jiqing Shen, Ziyue Guan, Tengshuo Luo, Chengjie Chu, Haoyu Zhu, Jean-Louis Mergny, Mingpan Cheng

Angewandte Chemie International Edition

DOI: 10.1002/anie.202507190