金属离子对二甲亚砜依赖的RNA切割型脱氧核酶催化活性的影响

摘要

在高浓度有机溶剂中工作的RNA切割型脱氧核酶(RNA-cleaving DNAzyme,RCD)及其构筑的分子器件不仅拓展了DNA作为酶的能力,还可将功能核酸推进新的应用领域.本文研究了一个需要二甲亚砜才能工作的RCD(命名为E3)对金属离子的需求,发现二价金属离子对其催化活性至关重要,活性顺序为Zn~(2+),Mg~(2+)>Fe~(2+)>Pb~(2+)>Mn~(2+)>Co~(2+).以Mg~(2+)或Zn~(2+)为辅因子,表征了E3的速率-pH值关系及其与二者的结合比例.E3的催化速率-pH曲线在Mg~(2+)存在下为“钟形”,高速率的pH值范围为7.0～9.0;Zn~(2+)存在下为“尖峰”,速率最高时pH=7.0;E3与Mg~(2+)和Zn~(2+)的数量结合比例均为1∶1.另外,E3以Fe~(2+)为辅因子时易失活,Fe~(2+)被氧化成Fe~(3+)是失活的关键,加入还原剂可使其复活.进一步研究发现,Cu~(2+),Fe~(3+)和Ni~(2+)等金属离子可抑制Mg~(2+)或Zn~(2+)的作用,使E3的催化活性急剧降低.本文研究结果为理解E3的性质及催化机制提供了有用信息.

关键词

RNA切割型脱氧核酶 / 功能核酸 / 有机溶剂 / 金属离子