Sepasang Basa AT Hoogsteen dalam Motif Jepit Rambut DNA Telanjang: Konformasi yang Dikenali Protein

Abstrak
Dalam DNA dupleks, AT dan GC membentuk pasangan basa Watson-Crick, dan pasangan Hoogsteen hanya mendominasi saat pengikatan protein atau kerusakan DNA. Dengan menggunakan NMR, kami menunjukkan bahwa pasangan basa AT Hoogsteen yang sebelumnya diamati dalam struktur kristal jepit rambut DNA transposon yang terikat pada protein TnpA terbentuk dalam larutan bahkan saat tidak ada TnpA. Pasangan basa Hoogsteen ini, yang terletak berdekatan dengan lengkung apikal dinukleotida, berada dalam kesetimbangan dinamis dengan konformasi Watson-Crick minor (populasi ~11% dan waktu hidup ~55 µs). Memperluas lengkung apikal ke tiga residu membalikkan kesetimbangan, menjadikan Watson-Crick sebagai keadaan dominan dan konformasi Hoogsteen yang dikenali oleh TnpA sebagai keadaan minor (populasi ~14% dan waktu hidup ~28 µs). Kecenderungan untuk pasangan Hoogsteen bergantung pada residu lengkung apikal, yang membentuk kontak secara langsung atau tidak langsung yang menstabilkan konformasi Hoogsteen. Survei struktur tidak mengungkap pasangan Hoogsteen di dekat loop apikal RNA yang membuatnya unik untuk DNA. Hasil kami menunjukkan bahwa Hoogsteen dapat menjadi keadaan dominan bahkan dalam DNA dupleks telanjang yang tidak dimodifikasi dan mengidentifikasi 5′-CTT(T/C)AG-3′ sebagai motif loop apikal khusus DNA yang distabilkan oleh pasangan Hoogsteen. Konformasi Hoogsteen mungkin lazim dalam jepit rambut DNA yang terbentuk selama replikasi dan transkripsi, dengan implikasi luas untuk lanskap genomik.