Studium struktury guaninových kvadruplexů pomocí neresonanční Ramanovy spektroskopie

Abstract

Parts of human telomere sequences containing at least 4 guanine subsequences show the ability to form intrastrand quadruplexes of remarkable conformational diversity. Former studies using conventional Raman spectroscopy have revealed that the sequence G3(TTAG3)3 at milimolar concentrations in phosphate buffer solution doped with Na+ ions (ionic strength 150 mM) adopts antiparallel conformation regardless of the length of standing at room temperature or annealing, whereas K+ ions cause gradual transition to "3+1" or even parallel conformation. On the other hand, measurements carried out upon sequence AG3(TTAG3)3 at similar concentrations using Photonic Crystal Fibre-enhanced Raman Spectroscopy (PCFRS) suggest that in the respective presence of both Na+ and K+ (ionic strength 100 mM), a parallel structure is adopted. The hereby presented work employs conventional Raman spectroscopy and Drop Coating Deposition Raman spectroscopy to examine the sequence AG3(TTAG3)3 at concentrations ranging from units to hundreds of milimoles in strands. It concludes that the structure adopted in the presence of Na+, resp. K+ ions is antiparallel, resp. "3+1", and doesn't change over time despite both long standing and annealing. Two hypotheses about the cause of the differences between the results obtained by PCFRS and...

Úseky lidských telomerových sekvencí obsahující alespoň 4 guaninové subsekvence jsou schopny formovat konformačně variabilní intrastrandové kvadruplexy. Dřívější studie využívající konvenční Ramanovu spektroskopii uvádí, že sekvence G3(TTAG3)3 o milimolárních koncentracích ve fosfátovém pufru s přidanými ionty Na+ o iontové síle 150 mM zaujme antiparalelní konformaci bez ohledu na délku stání vzorku či jeho annealing, kdežto ionty K+ vedou k postupnému přechodu do "3+1", případně paralelní konformace. Výsledky měření sekvence AG3(TTAG3)3 taktéž o milimolárních koncentracích pomocí tzv. Photonic Crystal Fibre-enhanced Raman Spectroscopy (PCFRS) naopak udávají, že v přítomnosti sodíku i v přítomnosti draslíku (iontová síla roztoků 100 mM) se po dvoudenním stání vytvoří struktura paralelní. Tato práce zkoumá sekvenci AG3(TTAG3)3 metodami konvenční Ramanovy spektroskopie a Ramanovy spektroskopie kapkově nanášených povlaků v rozsahu koncentrací od jednotek do stovek milimolů v oligodeoxyribonukleotidech. Dochází k závěru, že struktura ve fosfátovém pufru s ionty Na+ je antiparalelní i navzdory dlouhému stání a annealingu, kdežto v přítomnosti draselných iontů je a zůstane v konformaci "3+1". Byly navrženy dvě hypotézy o příčině rozdílů mezi výsledky získanými pomocí PCFRS a konvenční Ramanovy spektroskopie:...