NGHIÊN CỨU TƯƠNG TÁC GIỮA PEPTIDE RHAU VÀG-QUADRUPLEX ĐỂ PHÁT TRIỂN CÁC PROTEIN CHỨC NĂNG NHẮM VÀO MỤC TIÊU G-QUADRUPLEX

Nguyễn Thị Thu Thảo, Nguyễn Viết Chánh, Trần Long Huy, Nguyễn Ngọc Hạnh, Đặng Hoàng Nhân, Ngô Thị Thu Tiên, Đặng Thị Trúc Giang, Ngô Lý Bảo Ngân, Phan Thị Phượng Trang, Đặng Thanh Dũng

Tóm tắt


G-quadruplex (G4) là acid nucleic có cấu trúc bậc hai được hình thành bởi các trình tự giàu guanine. G4 hiện diện phổ biến trong tất cả các bản phiên mã và bộ gen của sinh vật. Cấu trúc G4 liên quan đến các quá trình sinh học của tế bào như: sao chép, phiên mã, dịch mã, và duy trì telomere. Do đó, G4 được xem là phân tử mục tiêu trong việc thiết kế các loại thuốc trúng đích giúp kiểm soát các quá trình sinh học này. Hiện nay, peptide RHAU là một trong những phân tử có khả năng nhận diện và bám đặc hiệu vào cấu trúc G4 song song. Đặc biệt, sự dung hợp giữa peptide RHAU        với những proteins chức năng giúp những protein dung hợp này có khả năng bám  đặc hiệu vào cấu trúc G4 và thực hiện chức năng sinh học của chúng. Trong bài tổng quan này, chúng tôi thảo luận về những ứng dụng của tương tác đặc hiệu giữa peptide RHAU và G4 song song trong những phản ứng sinh hóa.

 

 

Từ khóa


G-quadruplex; peptide RHAU; RHAU/G-quadruplex; protein dung hợp; phản ứng sinh hóa

Toàn văn:

PDF

Trích dẫn


Abdelhaleem, M., Maltais, L., & Wain, H. (2003). The human DDX and DHX gene families of putative RNA helicases. Genomics, 81(6), 618-622. https:/doi.org/10.1016/s0888-7543(03)00049-1

Breaker, R. R., & Joyce, G. F. (2014). The expanding view of RNA and DNA function. Chem Biol, 21(9), 1059-1065. https:/doi.org/10.1016/j.chembiol.2014.07.008

Chen, B. J., Wu, Y. L., Tanaka, Y., & Zhang, W. (2014). Small molecules targeting c-Myc oncogene: promising anti-cancer therapeutics. Int J Biol Sci, 10(10), 1084-1096.

Cooper, T. A., Wan, L., & Dreyfuss, G. (2009). RNA and disease. Cell, 136(4), 777-793. https:/doi.org/10.1016/j.cell.2009.02.011

Dang, D. T. (2022). Molecular Approaches to Protein Dimerization: Opportunities for Supramolecular Chemistry. Front Chem, 10, Article 829312. https:/doi.org/10.3389/fchem.2022.829312

Dang, D. T., Nguyen, L. T. A., Truong, T. T. T., Nguyen, H. D., & Phan, A. T. (2021). Construction of a G-quadruplex-specific DNA endonuclease. Chem Commun (Camb), 57(37), 4568-4571. https:/doi.org/10.1039/d0cc05890d

Dang, D. T., & Phan, A. T. (2016). Development of Fluorescent Protein Probes Specific for Parallel DNA and RNA G-Quadruplexes. Chembiochem, 17(1), 42-45. https:/doi.org/10.1002/cbic.201500503

Dang, D. T., & Phan, A. T. (2019). Development of a ribonuclease containing a G4-specific binding motif for programmable RNA cleavage. Sci Rep, 9(1), Article 7432. https:/doi.org/10.1038/s41598-019-42143-8

Dang, D. T., Thao, N. T. T. (2018). G-quadruplex: Mục tiêu tiềm năng cho những phân tử nhỏ và protein trong việc tạo thuốc trị ung thư. [G-quadruplex: A potential target for small molecules and proteins in anti-cancer drug investigation]. Ho Chi Minh City Open University Journal of Science, 13(1), 81-92.

Di Antonio, M., Ponjavic, A., Radzevicius, A., Ranasinghe, R. T., Catalano, M., Zhang, X., Shen J, Needham, L. M., Lee, S. F., Klenerman, D, & Balasubramanian S. (2020). Single-molecule visualization of DNA G-quadruplex formation in live cells. Nat Chem, 12(9), 832-837. https:/doi.org/10.1038/s41557-020-0506-4

Dutta, D., Debnath, M., Müller, D., Paul, R., Das, T., Bessi, I., Schwalbe, H., & Dash, J. (2018). Cell penetrating thiazole peptides inhibit c-MYC expression via site-specific targeting of c-MYC G-quadruplex. Nucleic acids research, 46(11), 5355-5365.

Gaur, P., Bain, F. E., Honda, M., Granger, S. L., & Spies, M. (2023). Single-Molecule Analysis of the Improved Variants of the G-Quadruplex Recognition Protein G4P. Int J Mol Sci, 24(12). https:/doi.org/10.3390/ijms241210274

Gellert, M., Lipsett, M. N., & Davies, D. R. (1962). Helix formation by guanylic acid. Proc Natl Acad Sci U S A, 48(12), 2013-2018. https:/doi.org/10.1073/pnas.48.12.2013

Heddi, B., Cheong, V. V., Martadinata, H., & Phan, A. T. (2015). Insights into G-quadruplex specific recognition by the DEAH-box helicase RHAU: Solution structure of a peptide-quadruplex complex. Proc Natl Acad Sci U S A, 112(31), 9608-9613. https:/doi.org/10.1073/pnas.1422605112

Marzano, M., Falanga, A. P., Marasco, D., Borbone, N., D'Errico, S., Piccialli, G., Roviello, G. N., & Oliviero, G. (2020). Evaluation of an Analogue of the Marine ε-PLL Peptide as a Ligand of G-quadruplex DNA Structures. Marine drugs, 18(1), Article 49. https://doi.org/10.3390/md18010049

Meier, M., Patel, T. R., Booy, E. P., Marushchak, O., Okun, N., Deo, S., Howard, R., McEleney, K., Harding, S. E., Stetefeld, J., & McKenna, S. A. (2013). Binding of G-quadruplexes to the N-terminal recognition domain of the RNA helicase associated with AU-rich element (RHAU). The Journal of biological chemistry, 288(49), 35014-35027.

Ngo, K. H., Yang, R., Das, P., Nguyen, G. K. T., Lim, K. W., Tam, J. P., Wu, B., & Phan, A. T. (2020). Cyclization of a G4-specific peptide enhances its stability and G-quadruplex binding affinity. Chemical Commun, 56(7), 1082-1084. https://doi.org/10.1039/c9cc06748e

Nguyen, L. T. A., & Dang, D. T. (2023). RHAU Peptides Specific for Parallel G-Quadruplexes: Potential Applications in Chemical Biology. Mol Biotechnol, 65(3), 291-299. https:/doi.org/10.1007/s12033-022-00552-7

Pany, S. P. P., Sapra, M., Sharma, J., Dhamodharan, V., Patankar, S., & Pradeepkumar, P. I. (2019). Presence of Potential G-Quadruplex RNA-Forming Motifs at the 5'-UTR of PP2Acalpha mRNA Repress Translation. Chembiochem, 20(23), 2955-2960. https:/doi.org/10.1002/cbic.201900336

Patel, D. J., Phan, A. T., & Kuryavyi, V. (2007). Human telomere, oncogenic promoter and 5'-UTR G-quadruplexes: diverse higher order DNA and RNA targets for cancer therapeutics. Nucleic Acids Res, 35(22), 7429-7455. https:/doi.org/10.1093/nar/gkm711

Phan, A. T. (2010). Human telomeric G-quadruplex: structures of DNA and RNA sequences. FEBS J, 277(5), 1107-1117.

Phan, A. T., Kuryavyi, V., & Patel, D. J. (2006). DNA architecture: from G to Z. Curr Opin Struct Biol, 16(3), 288-298.

Reddy Chichili, V. P., Kumar, V., & Sivaraman, J. (2013). Linkers in the structural biology of protein-protein interactions. Protein Sci, 22(2), 153-167. https:/doi.org/10.1002/pro.2206

Rhodes, D., & Lipps, H. J. (2015). G-quadruplexes and their regulatory roles in biology. Nucleic Acids Res, 43(18), 8627-8637.

Sengupta, P., Banerjee, N., Roychowdhury, T., Dutta, A., Chattopadhyay, S., & Chatterjee, S. (2018). Site-specific amino acid substitution in dodecameric peptides determines the stability and unfolding of c-MYC quadruplex promoting apoptosis in cancer cells. Nucleic Acids Res, 46(19), 9932-9950. https:/doi.org/10.1093/nar/gky824

Simonsson, T. (2001). G-quadruplex DNA structures--variations on a theme. Biol Chem, 382(4), 621-628. doi:10.1515/BC.2001.073

Spiegel, J., Adhikari, S., & Balasubramanian, S. (2020). The Structure and Function of DNA G-Quadruplexes. Trends Chem, 2(2), 123-136. https:/doi.org/10.1016/j.trechm.2019.07.002

Storz, G. (2002). An expanding universe of noncoding RNAs. Science, 296(5571), 1260-1263. https:/doi.org/10.1126/science.1072249

Sulej, A. A., Tuszynska, I., Skowronek, K. J., Nowotny, M., & Bujnicki, J. M. (2012). Sequence-specific cleavage of the RNA strand in DNA-RNA hybrids by the fusion of ribonuclease H with a zinc finger. Nucleic Acids Res, 40(22), 11563-11570. https:/doi.org/10.1093/nar/gks885

Sun, Z. Y., Wang, X. N., Cheng, S. Q., Su, X. X., & Ou, T. M. (2019). Developing Novel G-Quadruplex Ligands: from Interaction with Nucleic Acids to Interfering with Nucleic Acid(-)Protein Interaction. Molecules, 24(3), Article 396. https:/doi.org/10.3390/molecules24030396

Truong,T. T. T., Cao, C., & Dang, D. T. (2020). Parallel G-quadruplex-mediated protein dimerization and activation. RSC Adv, 10(50), 29957-29960. https:/doi.org/10.1039/d0ra06173e

Truong,T. T. T., Phan, T. P. T., Le, T. R. L., Nguyen, H. D., Nguyen, D. H., & Dang, D. T. (2018). Engineering yellow fluorescent protein probe for visualization of parallel DNA G-quadruplex. Science and Technology Development Journal, 21(3-4), 84-89.

Walton, C. M., Wu, C. H., & Wu, G. Y. (2001). A ribonuclease H-oligo DNA conjugate that specifically cleaves hepatitis B viral messenger RNA. Bioconjug Chem, 12(5), 770-775. https:/doi.org/10.1021/bc010018e

Wu, T. Y., Huang, Q., Huang, Z. S., Hu, M. H., & Tan, J. H. (2020). A drug-like imidazole-benzothiazole conjugate inhibits malignant melanoma by stabilizing the c-MYC G-quadruplex. Bioorg Chem, 99, Article 103866. https:/doi.org/10.1016/j.bioorg.2020.103866

Wu, Y., & Brosh, R. M., Jr. (2010). G-quadruplex nucleic acids and human disease. FEBS J, 277(17), 3470-3488. https:/doi.org/10.1111/j.1742-4658.2010.07760.x

Zheng, K. W., Zhang, J. Y., He, Y. D., Gong, J. Y., Wen, C. J., Chen, J. N., Hao, Y. H., Zhao, Y., & Tan, Z. (2020). Detection of genomic G-quadruplexes in living cells using a small artificial protein. Nucleic acids research, 48(20), 11706-11720. https://doi.org/10.1093/nar/gkaa841




DOI: https://doi.org/10.54607/hcmue.js.21.5.4150(2024)

Tình trạng

  • Danh sách trống