Potentially Prebiotic Activation Chemistry Compatible with Nonenzymatic RNA Copying

doi:10.1021/jacs.0c05300

.2020年9月2日；142(35):14810-14813.

doi:10.1021/jacs.0c05300。 Epub 2020年8月19日。

与非酶RNA复制兼容的潜在益生元激活化学

斯蒂芬妮·J·张¹, 丹尼尔·杜兹德维奇², 杰克·W·绍斯塔克^1 2

附属公司

¹哈佛大学化学与化学生物学系，美国马萨诸塞州剑桥牛津街12号，邮编：02138。
²美国马萨诸塞州波士顿市马萨诸塞总医院霍华德·休斯医学院分子生物学系和计算与集成生物学中心，邮编：02114。

PMID： 32794700
预防性维修识别码： PMC9594304型
内政部： 10.1021/jacs.0c05300

与非酶RNA复制兼容的潜在益生元激活化学

斯蒂芬妮·J·张等。美国化学会志. 2020.

.2020年9月2日；142(35):14810-14813.

doi:10.1021/jacs.0c05300。 Epub 2020年8月19日。

作者

斯蒂芬妮·J·张¹, 丹尼尔·杜兹德维奇², 杰克·W·绍斯塔克^1 2

附属公司

¹哈佛大学化学与化学生物学系，美国马萨诸塞州剑桥牛津街12号，邮编：02138。
²美国马萨诸塞州波士顿市马萨诸塞总医院霍华德·休斯医学院分子生物学系和计算与集成生物学中心，邮编：02114。

PMID： 32794700
预防性维修识别码： PMC9594304型
内政部： 10.1021/jacs.0c05300

摘要

核糖核酸（RNA）的非酶复制可能使遗传信息在生命起源期间得以传播。RNA复制可以通过化学激活的核苷酸在实验室中启动，但持续复制需要化学能量来源就地核苷酸激活。最近的工作揭示了一种潜在的益生元氰硫化合物化学，它可以激活核苷酸，但其在非酶RNA复制中的应用尚未得到证实。在这里，我们报道了一种新的途径，它以与模板定向非酶复制兼容的方式激活RNA核苷酸。我们表明，这一途径（我们称之为桥形成激活）选择性地产生复制所需的反应性咪唑啉桥联二核苷酸中间体。我们的结果将使基于连续就地核苷酸激活。

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作者声明没有竞争性的经济利益。

数字

图1
组件非酶RNA引物延伸。非酶模板定向引物3′端的RNA聚合通过三在化学活化的水池中自发形成核苷酸2异氰核苷酸活化化学由于所需的过量2AI而与引物延伸不相容，它抑制了三.

图2
桥接形成激活。（a）益生元合理化学驱动桥接二核苷酸三形成。分析15小时内的反应³¹核磁共振波谱（b）和（c）没有桥形成激活。相对百分比根据相应的峰值积分计算每个物种的归一化为磷原子的数量。反应条件：放大器1（5 mM），2安培2（5 mM），镁²⁺（30 mM，氯化镁₂)，HEPES（200 mM），pH值8.0，有或没有甲基异氰化物（200 mM）和2MBA（200 mM）。

图3
底漆延伸使用桥接激活。（A）产品使用（a）10 mM 2AImpN进行引物延伸反应2(N个=C和G），（b）10 mM NMP1加200 mM 2AI，（c）10 mM NMP1异氰化物化学，（d） 10 mM 2AImpNs的等摩尔混合物2和10mM国家管理计划1无桥接活化和（e）桥接活化，（f）20 mM 2AImpNs2没有成桥活化和（g）成桥活化。条形图：从车道（a）到车道（g）的引物+3的量化。反应条件：2AImpNs2和NMP1添加到底漆（1μM）、模板（1.5μM）和HEPES中（200 mM）pH值8.0，镁²⁺（30 mM，氯化镁₂)带有异氰化物化学（灰色和珊瑚粉）或无（深蓝色，浅蓝色、黑色）。延伸产物通过PAGE分析(图S14)24小时时。误差条表示标准平均值偏差，n个=3次重复。（B、C）使用等摩尔混合物进行引物延伸反应的时间过程属于1和2有（B）和无（C）桥型激活。标明底漆和+1至+3产品的位置。反应条件如（d）和（e）所示。

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