preq1リボススイッチの合成リガンドは、RNA三次構造をターゲットにするための構造的および機構的な洞察を提供します

リボスイッチは、特定の小分子に結合することにより遺伝子発現を調節する自然に発生するRNAアプタマーです。リボスイッチは、必須細菌遺伝子の発現を制御し、RNA-Small分子認識の重要なモデルです。ここでは、preq1 riboswitchアプタマーに結合する合成小分子のクラスの発見を報告します。これらの分子は、親和性の高いアプタマーに特異的かつ可逆的に結合し、立体構造の変化を誘発します。さらに、リガンドは、同族リガンドとの明らかな化学的類似性がないにもかかわらず、転写終了を介してリボスイッチ活性を調節します。X線の結晶学的研究は、リガンドが同族リガンドと結合部位を共有しているが、異なる接触をすることを明らかにしています。最後に、リガンドの化学構造の変化は、RNA結合のモードの変化を引き起こし、調節機能に影響します。したがって、ターゲットおよび構造ベースのアプローチを使用して、複雑で折り畳まれたRNAに結合して調節する合成リガンドのメカニズムを特定して理解できます。

Riboswitches are naturally occurring RNA aptamers that regulate gene expression by binding to specific small molecules. Riboswitches control the expression of essential bacterial genes and are important models for RNA-small molecule recognition. Here, we report the discovery of a class of synthetic small molecules that bind to PreQ1 riboswitch aptamers. These molecules bind specifically and reversibly to the aptamers with high affinity and induce a conformational change. Furthermore, the ligands modulate riboswitch activity through transcriptional termination despite no obvious chemical similarity to the cognate ligand. X-ray crystallographic studies reveal that the ligands share a binding site with the cognate ligand but make different contacts. Finally, alteration of the chemical structure of the ligand causes changes in the mode of RNA binding and affects regulatory function. Thus, target- and structure-based approaches can be used to identify and understand the mechanism of synthetic ligands that bind to and regulate complex, folded RNAs.