El plegamiento del aptamer de trombina en un cuadruplex G con Sr2+: estabilidad, calor e hidratación

Área de la Ciencia:

• La bioquímica es la bioquímica.
• Biología Estructural Biología estructural.
• La biofísica molecular es la biofísica molecular.

Sus antecedentes:

• Los aptameros de ADN pueden formar estructuras G-cuadruplexas, en particular d(G(2)T(2)G(2)TGTG(2)T(2)G(2)) con K+.
• Estas estructuras G-cuadruplex están implicadas en la afinidad de los aptameros para objetivos como la trombina, que afectan a los procesos biológicos.

Objetivo del estudio:

• Para investigar las características espectrales, la termodinámica y la hidratación de la formación G-cuadruplex con varios iones metálicos monovalentes y divalentes.
• Para correlacionar las propiedades de los iones metálicos, específicamente el radio iónico, con la estabilidad del complejo G-cuadruplex y la termodinámica de enlace.

Principales métodos:

• Utilizó una combinación de espectroscopia, calorimetría, densidad y técnicas de ultrasonido.
• Se analizaron espectros de dicroísmo circular (CD) y perfiles de fusión para evaluar la formación compleja y la estabilidad.
• Determinados parámetros termodinámicos (temperaturas de transición, calor de unión) y efectos de hidratación.

Principales resultados:

• Los iones monovalentes (K +, Rb +, NH4 +) y los iones divalentes (Sr2 +, Ba2 +) con radios iónicos de 1,3-1,5 Å forman cuadruplexos G intramoleculares estables con temperaturas de transición > 25 ° C.
• Los iones con diferentes radios (Li+, Na+, Cs+, Mg2+, Ca2+) forman complejos más débiles a temperaturas más bajas.
• El complejo Sr2+-aptámero es más estable (ΔT ≈ 18°C más alto) que el complejo K+-aptámero, con distintas entalpias de unión termodinámica.

Conclusiones:

• El tamaño de los iones metálicos es un determinante crítico para la formación estable de G-cuadruplex en aptameros de ADN.
• Los efectos de hidratación, que implican la deshidratación de cationes y la absorción de agua durante el plegado, contribuyen significativamente a la termodinámica de enlace.
• Los hallazgos proporcionan información sobre las interacciones entre iones metálicos y aptamer, relevantes para el diseño de aptamer y las aplicaciones terapéuticas.