10-23 Dnazyme活性に影響を与える分子特徴と金属イオン

RNA加水分解活性を備えたデオキシリボザイム（DNAZYMES）は、治療用途の遺伝子抑制剤として大きな可能性があります。最も広く研究されている代表者は、関心のあるRNA配列を結合して切断するように設計できる触媒ループと2つの基質結合アームで構成される10-23 DNAZYMEです。RNA基質は、中央プリンとピリミジンヌクレオチドの間に切断されます。in vitroでのこのdnazymeの活性は、in vivoよりもかなり高く、これはその二価カチオン依存性に関連していることが示唆されています。Dnazyme触媒のメカニズムを理解することは、構造情報がないことによって妨げられます。しかし、多くの生物学的研究は、DNAZYMESの特定のデオキシヌクレオチドと機能群の役割に関する包括的な洞察を提供しています。ここでは、熱力学的特性の概要、触媒ループ内の核酸塩基修飾の影響、および触媒における異なる金属イオンの役割を示します。構造決定のための新しい戦略を開発し、10-23 DNAZYMEのメカニズムを理解するのに役立つ特徴を指摘します。これらの機能を考慮すると、構造決定のための改善された戦略を開発し、10-23 DNAZYMEのメカニズムを理解することができます。これらの洞察は、細胞の活動を改善し、DNAZYMEアプリケーションを開発する方法を開くための基礎を提供します。

Deoxyribozymes (DNAzymes) with RNA hydrolysis activity have a tremendous potential as gene suppression agents for therapeutic applications. The most extensively studied representative is the 10-23 DNAzyme consisting of a catalytic loop and two substrate binding arms that can be designed to bind and cleave the RNA sequence of interest. The RNA substrate is cleaved between central purine and pyrimidine nucleotides. The activity of this DNAzyme in vitro is considerably higher than in vivo, which was suggested to be related to its divalent cation dependency. Understanding the mechanism of DNAzyme catalysis is hindered by the absence of structural information. Numerous biological studies, however, provide comprehensive insights into the role of particular deoxynucleotides and functional groups in DNAzymes. Here we provide an overview of the thermodynamic properties, the impact of nucleobase modifications within the catalytic loop, and the role of different metal ions in catalysis. We point out features that will be helpful in developing novel strategies for structure determination and to understand the mechanism of the 10-23 DNAzyme. Consideration of these features will enable to develop improved strategies for structure determination and to understand the mechanism of the 10-23 DNAzyme. These insights provide the basis for improving activity in cells and pave the way for developing DNAzyme applications.