WikiDer > Шпилька из полипурина обратная-Хугстина

Polypurine reverse-Hoogsteen hairpin

Полипуриновые шпильки обратного Хугстина (PPRHs) не изменяются олигонуклеотиды содержащие два полипуриновых домена с зеркальным повторением, связанные пентатимидиновым участком, образуя двухцепочечные молекулы «стебель-петля» ДНК. Два домена полипурина взаимодействуют посредством внутримолекулярного обратногоHoogsteen связи, позволяющие сформировать эту специфическую структуру шпильки.

Структура PPRH, показывающая два гомопуриновых домена, связанных обратными связями Хугстина

Свойства

Матричные PPRH связываются с матричной цепью дцДНК. Кодирующие PPRH связываются с кодирующей цепью дцДНК

PPRH могут связываться с полипиримидиновыми участками в одно- или двухцепочечной ДНК с помощью связей Уотсона и Крика, устанавливая трехцепочечная ДНК конструкции. Образование триплексов PPRH происходит при физиологическом pH. PPRH вызывают смещение прядей.[1] последовательности гомопурина целевой дцДНК, открывая две нити ДНК. Есть два типа PPRH: i) Template-PPRHs[2] которые связываются с цепочкой матрицы ДНК, ингибируя транскрипцию; и ii) Кодирование PPRH[3] которые связываются с кодирующей цепью ДНК, изменяя сплайсинг. Оба типа PPRH снижают экспрессию генов. PPRH обладают высокой стабильностью в сыворотке и клетках и демонстрируют отсутствие иммуногенности, не активируя врожденный воспалительный ответ.[4] PPRH не имеют побочных эффектов и не проявляют гепатотоксичности или нефротоксичности.[5]

Приложения

PPRH могут использоваться как подавление гена инструменты[6] действуя по другим механизмам, чем триплексообразующие олигонуклеотиды (TFO), антисмысловые олигонуклеотиды или миРНК. Связываясь со своими мишенями, PPRH могут снижать уровни мРНК и белка выбранных генов. Их действие было продемонстрировано in vitro для ряда генов, участвующих в метаболизме (DHFR), распространение (mTOR), Топология ДНК (ТОП1), продолжительность жизни и старение (теломераза), апоптоз (сурвивин, BCL2), факторы транскрипции (МОЙ С), протоонкогены (MDM2)[7], репликационный стресс (WEE1, CHK1)[8] и тимидилатсинтаза (TYMS)[9] как часть стратегии генной терапии рака. Доклинические доказательства их принципа были доказаны. in vivo с использованием антиапоптотического гена сурвивина.[10] PPRH также применялись в качестве инструментов в иммунотерапии рака, подавляя CD47 в клетках рака молочной железы MCF7 и SIRPα в макрофагах,[11] и путь PD-1 / PD-L1 в опухолевых клетках человека.[12][13]

Дизайн и улучшения

PPRH дикого типа: версия PPRH, содержащая пиримидин перед пуриновыми прерываниями в ДНК-мишени.

PPRH могут быть сконструированы практически для любого гена в геноме путем поиска полипиримидиновых участков в последовательности желаемого гена. Оптимальная длина каждого домена PPRH находится в пределах 20–30 нуклеотидов. Общая длина типичного PPRH составляет 55 нуклеотидов с учетом двух доменов по 25 оснований плюс 5T для связывающей петли. Если встречаются пуриновые прерывания (до трех) в полипиримидиновой мишени, наивысшее сродство связывания PPRH достигается за счет помещения в шпильку комплементарного основания (пиримидина) перед пуринами.[14] (PPRH дикого типа).


Клин-PPRH

Дальнейшее развитие состоит в удлинении 5'-фланга PPRH последовательностью, комплементарной вытесненной полипуриновой цепи целевой дцДНК, которая стабилизирует смещение цепи, обеспечивая дополнительное связывание и функциональность.[14]

Wedge-PPRH: специфический тип PPRH с удлинением на 5'-конце, несущий комплементарную последовательность смещенной цепи целевой дцДНК.


Веб-инструменты для картирования и анализа последовательностей ДНК-мишеней образования триплексов в геноме человека

Триплексный сайт ДНК (TTS), участок ДНК, состоящий из полипуринов, способен образовывать структуру тройной спирали (триплекс) в геномной ДНК. Интегративные WEB-инструменты для идентификации и анализа последовательностей ДНК-мишеней образования триплекса, включая последовательности PPRH, связанные с генами и регуляторными элементами (например, сайты связывания факторов транскрипции, повторы, мотивы G-квадруплета, SNP и небелковые кодирующие регуляторные элементы ДНК. ) в геноме человека публично доступны (см. Внешние ссылки). [15][16]

Эти инструменты можно использовать для поиска биологически значимых участков полипурина в геноме, помочь понять биологическую роль природных парных полипуриновых доменов, таких как PPRH, и оптимизировать экспериментальный дизайн лечения антигенами.

использованная литература

  1. ^ Кома, Сильвия; Ноэ, Вероник; Эритджа, Рамон; Сьюдад, Карлос (2005). "Смещение цепи двухцепочечной ДНК за счет образования триплексных антипараллельных пуриновых шпилек" (PDF). Олигонуклеотиды. 15 (4): 269–83. Дои:10.1089 / oli.2005.15.269. HDL:10261/124878. PMID 16396621.
  2. ^ де Альмагро, Кристина; Кома, Сильвия; Ноэ, Вероник; Сьюдад, Карлос (2009). «Шпильки из полипурина, направленные против матричной цепи ДНК, сбивают экспрессию генов млекопитающих». Журнал биологической химии. 284 (17): 11579–89. Дои:10.1074 / jbc.M900981200. ЧВК 2670163. PMID 19261618.
  3. ^ де Альмагро, Кристина; Менсия, Нурия; Ноэ, Вероник; Сьюдад, Карлос (2011). «Кодирующие шпильки из полипурина вызывают индуцированную мишенью гибель клеток в раковых клетках груди». Генная терапия человека. 22 (4): 451–63. Дои:10.1089 / hum.2010.102. PMID 20942657.
  4. ^ Вильялобос, Ксения; Родригес, Лаура; Прево, Жанна; Оляга, Карлота; Сьюдад, Карлос; Ноэ, Вероник (2013). "Стабильность и иммуногенные свойства гена-молчания полипуриновой обратной шпильки Хугстина". Молекулярная фармацевтика. 11 (1): 254–64. Дои:10.1021 / mp400431f. PMID 24251728.
  5. ^ Феликс, Алекс Дж .; Ciudad, Carlos J .; Ноэ, Вероник (сентябрь 2018 г.). «Функциональная фармакогеномика и токсичность шпилек PolyPurine Reverse Hoogsteen, направленных против сурвивина в клетках человека». Биохимическая фармакология. 155: 8–20. Дои:10.1016 / j.bcp.2018.06.020. ISSN 1873-2968. PMID 29940174.
  6. ^ Авиньо, Анна; Эритджа, Рамон; Ciudad, Carlos J .; Ноэ, Вероника (2019). «Параллельные зажимы и шпильки из полипурина (PPRH) для подавления гена и захвата триплекс-сродства: дизайн, синтез и использование». Текущие протоколы в химии нуклеиновых кислот. 77 (1): e78. Дои:10.1002 / cpnc.78. HDL:10261/182909. ISSN 1934-9270. PMID 30912630.
  7. ^ Вильялобос, Ксения; Родригес, Лаура; Подошва, Анна; Либерос, Каролина; Менсия, Нурия; Сьюдад, Карлос; Ноэ, Вероник (2015). "Эффект полипуриновой обратной шпильки Hoogsteen на соответствующие гены-мишени рака в различных линиях клеток человека". Нуклеиновые кислоты. 25 (4): 198–208. Дои:10.1089 / нат.2015.0531. PMID 26042602.
  8. ^ Обец, Ева; Ноэ, Вероник; Сьюдад, Карлос Дж. (2020). «Нацеленность на репликационный стресс-ответ с использованием полипуриновых шпилек, направленных против генов WEE1 и CHK1 в раковых клетках человека». Биохимическая фармакология. 175: 113911. Дои:10.1016 / j.bcp.2020.113911. PMID 32173365.
  9. ^ Обец, Ева; Ж. Феликс, Алекс; Гаравис, Мигель; Рейес, Лаура; Авиньо, Анна; Эритя, Рамон; Ciudad, Carlos J .; Ноэ, Вероник (16 июля 2020 г.). «Обнаружение G-квадруплекса в качестве регулирующего элемента в тимидилатсинтазе для подавления гена с использованием полипуриновой обратной шпильки Хугстина». Международный журнал молекулярных наук. 21 (14): 5028. Дои:10.3390 / ijms21145028.
  10. ^ Родригес, Лаура; Вильялобос, Ксения; Дахель, Шейла; Падилья, Лаура; Эрвас, Роза; Эрнандес, Хосе Луис; Сьюдад, Карлос; Ноэ, Вероник (2013). «Полипуриновые обратные шпильки Хугстина в качестве инструмента генной терапии против сурвивина в клетках PC3 рака предстательной железы человека in vitro и in vivo». Биохимическая фармакология. 86 (11): 1541–54. Дои:10.1016 / j.bcp.2013.09.013. PMID 24070653.
  11. ^ Бенер, Гизем; Джей Феликс, Алекс; Санчес де Диего, Кристина; Паскуаль Фабрегат, Изабель; Ciudad, Carlos J .; Ноэ, Вероник (2016-09-26). «Подавление CD47 и SIRPα с помощью полипурина, обращенного шпильками Хугстина, чтобы способствовать гибели клеток рака молочной железы MCF-7 с помощью PMA-дифференцированных клеток THP-1». BMC Иммунология. 17 (1): 32. Дои:10.1186 / s12865-016-0170-z. ISSN 1471-2172. ЧВК 5037635. PMID 27671753.
  12. ^ Медина Энрикес, Мириам Марлен; Феликс, Алекс Дж .; Ciudad, Carlos J .; Ноэ, Вероник (2018). «Иммунотерапия рака с использованием шпилек Хугстина, обращенных полипурином, нацеленных на путь PD-1 / PD-L1 в опухолевых клетках человека». PLOS ONE. 13 (11): e0206818. Bibcode:2018PLoSO..1306818M. Дои:10.1371 / journal.pone.0206818. ISSN 1932-6203. ЧВК 6219785. PMID 30399174.
  13. ^ Сьюдад, Карлос Дж; Медина Энрикес, Мариам Марлен; Феликс, Алекс Дж; Бенер, Гизем; Ноэ, Вероник (2019). «Сдерживание PD-1 и PD-L1: потенциал шпилек PolyPurine Reverse Hoogsteen для уничтожения опухолевых клеток». Иммунотерапия. 11 (5): 369–372. Дои:10.2217 / imt-2018-0215. ISSN 1750-743X. PMID 30786843.
  14. ^ а б Родригес, Лаура; Вильялобос, Ксения; Соле, Анна; Льиберос, Каролина; Ciudad, Carlos J .; Ноэ, Вероник (2015). «Улучшенный дизайн PPRHS для подавления генов». Молекулярная фармацевтика. 12 (3): 867–877. Дои:10.1021 / mp5007008. PMID 25615267.
  15. ^ Jenjaroenpun, P; Кузнецов, В.А. (2009). «Картирование TTS: интегративный WEB-инструмент для анализа последовательностей ДНК-мишеней образования триплексов, G-квадруплетов и небелковых регуляторных элементов ДНК в геноме человека». BMC Genomics. 10 Suppl3 (S9): S9. Дои:10.1186 / 1471-2164-10-S3-S9. ЧВК 2788396. PMID 19958507.
  16. ^ Jenjaroenpun, P; Жевать, CS; Yong, TP; Choowongkomon, K; Кузнецов, В.А. (2015). «База данных TTSMI: каталог сайтов триплексной целевой ДНК, связанных с генами и регуляторными элементами в геноме человека». Нуклеиновые кислоты Res. 43(Проблема с базой данных) (D110-6): D110 – D116. Дои:10.1093 / нар / gku970. ЧВК 4384029. PMID 25324314.

внешние ссылки