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Monitoring RNA Base Structure and Dynamics Using Sit-Directed Spin Labeling

机译：使用Sit-directed Spin标记监测RNA碱基结构和动力学

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Site-directed spin labeling utilizes site-specific attachment of a stable nitroxide radical to probe the structure and dynamics of macromolecules. In the present study, a 4-thiouridine base in introduced at each of six different positions in a 23-nucleotide RNA molecule. The 4-thiouridine derivatives were subsequently modified with one of three methanethiosulfonate nitroxide reagnets to introduce a spin label at specific sites. The electron paramagnetic resonance spectra of the labeled RNAs were analyzed in terms of nitroxide motion and the RNA solution structure. At a base-paired site in the RNA helix, where the nitroxide has weak or no local interactions, motion of the nitroxide is apparently dominated by rotation about bonds within the probe. The motion is simialr to that found for a structurally related probe on helical sites in proteins, suggesting a similar mode of motion. At other sites that the hydrogen bonded and stacked within the helix, local interactions within the RNA molecule modulate the nitroxide motion in a manner consistent with expectations based on the known structure. For a base taht is not structurally constrianed, the mobility is higher than at any other site, presumably due to motion of the base itself. These results demonstrate the general utility fo the 4-thiouridine/methanethiosulfonate coupling method to introduce nitroxide spin lables into RNA and the ability of the resulting label to probe local structure and dynamics.
机译：定点自旋标记利用稳定氮氧自由基的位点特异性附着来探测大分子的结构和动力学。在本研究中，在23个核苷酸的RNA分子的六个不同位置分别引入了4-硫尿苷碱基。随后，用三个甲硫基磺酸盐氮氧化物加脂剂之一对4-硫尿苷衍生物进行修饰，以在特定位点引入自旋标记。根据一氧化氮运动和RNA溶液结构分析了标记RNA的电子顺磁共振光谱。在RNA螺旋中一个碱基配对的位点（其中的一氧化氮具有弱的或没有局部相互作用），该氧化氮的运动显然是由围绕探针内键的旋转决定的。该运动类似于在蛋白质的螺旋位点上发现的与结构相关的探针的运动，表明存在类似的运动模式。在氢键合并堆积在螺旋内的其他位点上，RNA分子内的局部相互作用以与基于已知结构的预期一致的方式调节氮氧化物的运动。对于没有在结构上扭曲的底座，其移动性高于任何其他站点，这大概是由于底座本身的运动所致。这些结果证明了4-硫尿苷/甲硫代磺酸盐偶联方法的一般用途是将氮氧化物纺锤体引入RNA，并且所得标记物具有探测局部结构和动力学的能力。

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