異常に安定したRNAヘアピンの溶液構造、5'ggac（uucg）gucc

ヘアピンループはRNAの重要な構造要素であり、大きなRNAの3次元構造を定義し、RNAの折りたたみおよび他の核酸およびタンパク質との相互作用のための潜在的な核生成部位を提供します。しかし、RNAヘアピンの立体構造についてはほとんど知られていません。これは、トランスファーRNA結晶構造とDNAヘアピンの研究から生じることのほとんどです。ここでは、NMR分光法により、非常に安定した一般的なRNAヘアピン、5'GGAC（UUCG）GUCC（括弧内のループヌクレオチド）の構造の決定を報告します。配列C（UUCG）GはRNAで非常に頻繁に発生し、RNA折りたたみおよびタンパク質結合部位の核生成部位である可能性があります。ヘアピンの高解像度構造は、NMRによって決定されたスカラーカップリング定数とスカラーカップリング定数に由来していました。ループは、G.U塩基対で安定化され、シン構造にグアニン、シトシン - リン酸接触、広範な塩基スタッキングがあります。これらの所見やループのその他の構造的特徴は、ヘアピンの異常な安定性を説明し、他の種類のRNA二次構造を介して転写できるものの、逆転写酵素がループを通過できない理由を示唆しています。

Hairpin loops are important structural elements of RNA, helping to define the three-dimensional structure of large RNAs and providing potential nucleation sites for RNA folding and interaction with other nucleic acids and proteins. Little, however, is known about the conformation of RNA hairpins, most of what we know coming from transfer RNA crystal structures and from studies of DNA hairpins. We report here the determination of the structure of a very stable and common RNA hairpin, 5'GGAC(UUCG)GUCC (loop nucleotides in parenthesis), by NMR spectroscopy. The sequence C(UUCG)G occurs very often in RNA and may be a nucleation site for RNA folding and a protein-binding site. A high-resolution structure for the hairpin was derived from interproton distances and scalar coupling constants determined by NMR. The loop is stabilized by a G.U base pair, with guanine in the syn conformation, a cytosine-phosphate contact and extensive base stacking. These findings and other structural features of the loop can explain the unusual stability of the hairpin and suggest why reverse transcriptase cannot read through the loop, although it can transcribe through other kinds of RNA secondary structure.