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Angew. Chem. Int. Ed. | 通过氧化还原响应酰化进行 RNA 控制

分享一篇发表在Angew. Chem. Int. Ed.上的文章,题为:RNA Control via Redox-Responsive Acylation本文的通讯作者是来自新加坡国立大学的Ru-Yi Zhu和来自斯坦福大学的Eric T. Kool

    RNA作为生物体中的一类重要分子,承担着包括蛋白质合成、基因调控、催化以及信号传导等多样化功能。为了更深入地探索RNA的功能及其在不同生理和病理过程中的作用,研究人员们一直致力于发展能够精确控制RNA结构和功能的方法。近年来,随着化学生物学和合成生物学的迅速发展,通过在RNA分子中引入刺激响应性组件以实现对其结构和功能的时空调控,已成为RNA研究领域的热点之一。

    本研究报道了一种通过氧化还原响应性酰化策略实现RNA控制的新方法。通过设计并合成一系列修饰RNA 2'-OH基团的酰化试剂,成功将含有二硫键的自牺牲连接子引入RNA分子中,实现了对RNA功能的精确调控,即修饰状态下“掩蔽”、还原条件下恢复功能。



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1. 酰化试剂反应示意图。

    接着,作者探究了酰化RNA被还原的动力学。结果表明,酰化RNA在加入二硫苏糖醇DTT)后,6小时能被完全还原。
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2. 酰化试剂反应示意图。

    随后,作者通过酰化试剂对核酶进行修饰(即“cloaking”),以及通过还原刺激去除酰基加合物(即“uncloaking”)来调控核酶的催化活性。当核酶被酰化修饰后,其催化活性被阻断,而在还原条件下,酰基加合物被移除,核酶的催化活性恢复。此概念还在RNA适体(Pepper aptamer)与HBC染料结合的应用中得到了验证,即酰化修饰的适体与HBC染料的结合能力被显著削弱,而去酰化后则恢复了结合能力。
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3. 控制RNA催化活性。

    最后,作者评估了不同酰化修饰的RNAHeLa细胞摄取的情况。结果表明,酰化RNA显示出增强的细胞摄取,且摄取效率与酰化水平呈正相关。此外,酰化siRNAHEK293T细胞中GFP表达的有效抑制进一步验证了酰化策略在RNA干扰中的应用潜力。
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4. 细胞递送结果。

    综上所述,本研究利用还原响应性酰化基团的修饰,实现了对RNA结构和功能的精确控制,为RNA生物学研究和应用提供了新的思路和方法。

作者: HYH  审校: LXY
DOI: 10.1002/anie.202402178
Link: https://doi.org/10.1002/anie.202402178






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