三价稀土金属辅助因子赋予NP-DNA聚合酶快速活性
日期：
2023-12-06
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近日，美国哈佛大学Jack W. Szostak及其研究组发现，三价稀土金属辅助因子赋予NP-DNA聚合酶快速活性。该研究于2023年10月27日发表于国际一流学术期刊《科学》。研究人员表示，一种DNA聚合酶在发生单突变和含有二价钙辅因子的情况下，能催化非天然N3′→P5′磷酰胺（NP）键的合成，从而形成NP-DNA。然而，这种模板导向的磷酸转移活性仍然比原生磷酸二酯合成慢几个数量级。研究人员利用时间分辨X射线晶体学研究表明，NP-DNA合成只需在活性位点检测到一个钙离子即可进行。利用同位素和元素效应的洞察力，研究人员提出单金属离子亲电底物活化机制不如原生双金属离子机制。研究人员发现，三价稀土和后过渡金属阳离子可以改善二价活化的不足，从而大大提高NP-DNA合成。尤其是钪（III），它具有高度特异性的NP活性，其动力学比钙（II）增强100倍以上，产生的NP-DNA链长度可达100个核苷酸。题目：三价稀土金属辅因子赋予快速NP-DNA聚合酶活性作者： Victor S. Lelyveld， Ziyuan Fang， Jack W. Szostak摘要： 具有单个突变和二价钙辅因子的DNA聚合酶催化非天然N3′→P5′亚磷酰胺（NP）键的合成，形成NP-DNA。然而，这种模板导向的磷酰转移活性仍然比天然磷酸二酯合成慢几个数量级。在这里，我们使用时间分辨X射线晶体学来表明NP-DNA合成是在活性位点中具有单个可检测的钙离子进行的。利用同位素和元素效应的见解，我们提出一种金属离子亲电底物的活化不如天然的双金属离子机制。我们发现，三价稀土和过渡后金属阳离子可以改善二价活化的这种缺陷，从而大大增强NP-DNA的合成。特别是钪（III），赋予高度特异性的NP活性，其动力学比钙（II）增强100倍以上，产生长达100个核苷酸的NP-DNA链。来源：https://www.science.org/doi/10.1126/science.adh5339
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