BMVCおよびMYCプロモーターG-Quadruplexの1：1および2：1の複合体の構造は、G4認識のリガンド立体構造調整のメカニズムを明らかにします

BMVCは、in vivoでG四重鎖（G4S）を検出するように設計された最初の蛍光プローブです。MyC癌遺伝子プロモーターは、転写サイレンサーとして機能するG4（MyCG4）を形成します。ここでは、NMRタイムスケールの異常な遅い交換率を使用して、BMVCのMYCG4への高親和性および特異的結合を報告します。また、BMVCが癌細胞のMYCを抑制していることも示しています。1：1および2：1 BMVC-MYCG4複合体の溶液構造を決定しました。BMVCは、最初にMyCG4の5'Endを結合して、明確に定義された構造を持つ1：1の複合体を形成します。より高い比率では、BMVCは3 'エンドを結合して2番目の複合体を形成します。両方の複合体で、三日月形のBMVCは、隣接するDNA残基を動員して、外部G-Tetradの上にBMVCベース平面を積み重ねます。驚くべきことに、BMVCは、最適なスタッキング相互作用のためにG-Tetradと一致するように、その立体構造を収縮フォームに調整します。これは、G4認識におけるリガンド立体構造調整の重要性を示す最初の構造例です。BMVCは、より高い親和性でよりアクセスしやすい5'エンドで結合しますが、シーケンスの特異性は、より弱いバインディング3'サイトに存在します。私たちの構造は、BMVCによるMyCG4の特定の認識に関する洞察と、G4ターゲット抗がん薬と蛍光プローブの設計のための有用な情報を提供します。

BMVC is the first fluorescent probe designed to detect G-quadruplexes (G4s) in vivo. The MYC oncogene promoter forms a G4 (MycG4) which acts as a transcription silencer. Here, we report the high-affinity and specific binding of BMVC to MycG4 with unusual slow-exchange rates on the NMR timescale. We also show that BMVC represses MYC in cancer cells. We determined the solution structures of the 1:1 and 2:1 BMVC-MycG4 complexes. BMVC first binds the 5'-end of MycG4 to form a 1:1 complex with a well-defined structure. At higher ratio, BMVC also binds the 3'-end to form a second complex. In both complexes, the crescent-shaped BMVC recruits a flanking DNA residue to form a BMVC-base plane stacking over the external G-tetrad. Remarkably, BMVC adjusts its conformation to a contracted form to match the G-tetrad for an optimal stacking interaction. This is the first structural example showing the importance of ligand conformational adjustment in G4 recognition. BMVC binds the more accessible 5'-end with higher affinity, whereas sequence specificity is present at the weaker-binding 3'-site. Our structures provide insights into specific recognition of MycG4 by BMVC and useful information for design of G4-targeted anticancer drugs and fluorescent probes.