合成具有以膦酸烷基核酸为基础的无电荷主链化学遗传聚合物
2019-05-22 13:42:17   来源:

2019年4月22日,Philipp Holliger课题组在《Nature Chemistry》发表了题为 “A synthetic geneticpolymer with an uncharged backbone chemistry based on alkyl phosphonate nucleic acids”合成具有以膦酸烷基核酸为基础的无电荷主链化学遗传聚合物。

通讯作者

Philipp Holliger

剑桥大学MRC分子生物学实验室终身项目负责人。

重庆幸运农场平台研究领域:化学生物学、合成生物学和体外进化。

研究亮点:建立了DNA模板酶合成和无电荷遗传聚合物进化的一个例子,并为新功能分子来源的探索提供了基本方法。

    核酸的物理化学性质由其高电荷的磷酸二酯骨架化学性质决定。这种聚电解质结构将信息 (碱基序列)与诸如溶解性的体特性解耦,这被认为是所有信息聚合物的一个典型特性。然而,这个猜想还没有经过实验验证。

本研究描述了无电荷骨架化学遗传聚合物烷基膦酸酯核酸(phNAs)的编码合成,其中典型的带负电荷的磷酸二酯被一个无电荷的P-烷基膦酸二酯骨架所取代。利用合成化学和聚合酶工程,研究描述了酶催化、DNA模板化合成P-甲基和P-乙基phNA,以及直接随机混合P-甲基/ P-乙基序列中结合了phNA适配体的特定链霉抗生素蛋白的定向进化。

Fig. 1: Global and structural modelling of polymerase–P-Et-phATP diastereoisomer complexes.

Fig. 2: Surface electrostatic potential in DNA × DNA and phNA × DNA duplexes.

Fig. 3: Polymerase mutations that enable phNA synthesis.

Fig。 4: Structural context of (S)pP-alkyl-phNTP incorporation。

Fig。 5: MS analysis of phNA synthesis。

Fig. 6: Characterization of phNAaptamers.

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