結構生物化學/鹽對機械摺疊的影響
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RNA 每個連線的磷酸基團帶一個負電荷,因此被認為是一種聚電解質。為了達到電中性,RNA 會吸引陽離子,形成反離子大氣。雖然這種陽離子鍵合作用很弱,但對於維持二級和三級結構至關重要。因此,RNA 的結構、穩定性和反應活性高度依賴於外部離子條件。鹽,通常以 Mg(2+) 的形式存在,已被發現對 RNA 的摺疊和展開狀態有深刻的動力學影響(Li,Vieregg,Tinoco Jr,85)。新增鹽會增加摺疊和展開狀態之間的動力學勢壘,但不會影響兩種狀態之間轉變的發生點。
上述說法得到了 Li、Vieregg 和 Tinoco Jr 在一篇題為“RNA 如何展開和重新摺疊”的研究中證實。該研究考察了增加 Mg(2+) 濃度對 RNA 髮夾和三螺旋連線的影響。正如預測的那樣,新增鹽導致更高的能量展開和重新摺疊,這意味著更高濃度的陽離子穩定了二級結構。這種穩定性的增加被發現是由於 RNA 的展開速率略微降低和摺疊速率顯著增加造成的(87)。一價陽離子也得到了研究,發現它們對二價鹽具有相同的影響,但程度要低得多(86)。
金屬離子,如 Mg(2+),對 RNA 三級結構的影響比對二級結構的影響更大,這是由於對離子條件的依賴性更高。新增金屬離子會大大減緩三級結構展開的過程,但對三級結構摺疊速率的影響很小(88)。例如,依賴於“親吻”相互作用的環-環相互作用,在僅新增幾毫摩爾的 Mg(2+) 時就會高度穩定。
Li, Pan T.X., Jeffrey Vieregg, and Ignacio Tinoco. "How RNA Unfolds and Refolds." Annual Review of Biochemistry 77.1 (2008): 77-100. Print.