ワトソンクリックジオメトリの形成により、DNAポリメラーゼによってチミンとして認識された不自然なシトシン塩基

不自然なDNA塩基の出現は、DNAポリメラーゼがテンプレート上の化学情報を忠実に解読するメカニズムを測定する機会を提供します。エピジェネティックベース5-フォルミルシトシンの化学標識付加物である2つの不自然なシトシン塩基（「M-FC」および「I-FC」と呼ばれる）2つの不自然なシトシン塩基（「M-FC」および「I-FC」と呼ばれる）が、DNA増幅中にCからTの移行を誘導できることが以前に示されていました。しかし、DNAポリメラーゼがそのような不自然なシトシン塩基をどのように認識するかは謎めいたままです。ここでは、クレンタックポリメラーゼホストゲスト複合システムのDA/DGとペアリングとクレンタックポリメラーゼ活性部位のDATPとのペアリングのペアリングの不自然なシトシン塩基の結晶構造が決定されました。Watson-crickジオメトリでは、M-FcとI-Fcの両方の塩基対とDA/DATPとDGではありません。この研究は、Aルールによって有効になる可能性のあるワトソンクリックジオメトリの形成が、不自然なシトシンの認識に重要であることを明らかにしています。

The emergence of unnatural DNA bases provides opportunities to demystify the mechanisms by which DNA polymerases faithfully decode chemical information on the template. It was previously shown that two unnatural cytosine bases (termed "M-fC" and "I-fC"), which are chemical labeling adducts of the epigenetic base 5-formylcytosine, can induce C-to-T transition during DNA amplification. However, how DNA polymerases recognize such unnatural cytosine bases remains enigmatic. Herein, crystal structures of unnatural cytosine bases pairing to dA/dG in the KlenTaq polymerase-host-guest complex system and pairing to dATP in the KlenTaq polymerase active site were determined. Both M-fC and I-fC base pair with dA/dATP, but not with dG, in a Watson-Crick geometry. This study reveals that the formation of the Watson-Crick geometry, which may be enabled by the A-rule, is important for the recognition of unnatural cytosines.