解决核酸合成之谜可能有助于设计新的抗病毒药

来自芬兰图尔库大学和美国宾夕法尼亚州立大学的国际科学家团队解决了一个长期存在的谜团，即生物在基因表达过程中如何区分RNA和DNA组成部分，从而为新型抗病毒药物的设计铺平了道路。新的见解发表在《自然通讯》杂志上。

所有细胞生物都使用两种类型的核酸，即RNA和DNA来存储，传播和利用其遗传信息。DNA的合成是通过称为DNA聚合酶的酶进行的，是准确地一代又一代地传递遗传信息所必需的。RNA的合成是通过称为RNA聚合酶的酶进行的，需要利用遗传信息来最终产生蛋白质，而蛋白质又可以在所有现代活生物体中发挥大部分结构和催化功能。

RNA和DNA聚合酶面临的古老问题是DNA和RNA的组成部分很难区分。这些结构单元是相同的，只是分子的一小部分，即2'OH基团，存在于RNA结构单元中，但不存在于DNA结构单元中。

DNA聚合酶通过设有一个称为活性位点的空腔来避免使用RNA构件，该空腔足够大，可以结合DNA构件，但太小而无法容纳稍大的RNA构件。结果，只有DNA结构单元会结合到活性位点腔上，并附着到正在生长的DNA聚合物上。

-高级研究员Georgi Belogurov解释说，RNA聚合酶不能使用相同的策略，因为较小的DNA构件总是会与RNA构件位于相同的活性位点腔中。

RNA聚合酶活性位点的空洞使DNA组成部分变形

为了了解RNA聚合酶如何避免使用DNA组成部分，由Belogurov领导的图尔库大学研究小组使用经过精心设计的突变而改变的RNA聚合酶进行了复杂的生化测量。同时，由村上胜彦(Katsuhiko Murakami)教授领导的美国宾夕法尼亚州立大学的研究团队获得了具有DNA构件的RNA聚合酶的详细三维结构。

通过对生化和结构数据的综合分析，该研究的第一作者JanneMäkinen博士博士及其同事发现，RNA聚合酶进化出了能使DNA结构单元变形的活性位点腔，因此它们不再适合掺入RNA链。