Dissección cinética de las transiciones conformacionales acopladas a protones en ácidos nucleicos mediante la...

Área de la Ciencia:

• La bioquímica
• Física Química
• Biología molecular

Sus antecedentes:

• Las transiciones conformacionales acopladas a protones son cruciales para las funciones del ácido nucleico.
• Los mecanismos cinéticos de las reacciones de protonación en múltiples etapas en los ácidos nucleicos son en gran medida desconocidos.

Objetivo del estudio:

• Para resolver la vía cinética dominante y el paso que limita la velocidad de las reacciones de protonación en los ácidos nucleicos.
• Investigar cómo los conjuntos conformacionales de ácido nucleico influyen en las respuestas cinéticas al pH y las modificaciones químicas.

Principales métodos:

• Mediciones combinadas de intercambio químico por RMN con perturbaciones químicas.
• Analizó tres sistemas distintos de ácido nucleico (ADN y ARN).
• Desarrolló modelos cinéticos para predecir la cinética de la reacción en condiciones variables.

Principales resultados:

• Se identificó la protonación microscópica como una reacción de transferencia de protones limitada por difusión (k_prot ~ 10^11 M^-1 s^-1).
• Se observaron mecanismos distintos: selección conformacional para el desajuste A +-C en el ADN, ajuste inducido para la oscilación A-C en el ARN y selección conformacional de un intermediario desfavorecido para G ((syn) -C + en el ADN.
• Demostró que los modelos cinéticos predijeron cuantitativamente el impacto de las modificaciones del pH y químicas.

Conclusiones:

• Los conjuntos conformacionales de ácido nucleico dictan diversas respuestas cinéticas a los cambios de pH y químicos.
• La cinética de la protonación es muy sensible a la secuencia, la estructura y la población conformacional.
• Comprender estos mecanismos es clave para el reconocimiento del ácido nucleico, la catálisis y el plegamiento.