2つの新規バインダーであるLysとArgに富むRu(II)ポリピリジルメタロペプチドによる分子間RNA三重体の安定化

Stabilization of an intermolecular RNA triplex by two novel binders Lys- and Arg-rich Ru(II) polypyridyl metallopeptides.

• Juan Zhu
• Fangfang Wang
• Xiaohua Liu
• Lifeng Tan

抄録

本研究では、発色剤として[Ru(bpy)(pip)]（bpy=2,2'-ビピリジン、pip=2-フェニル-1H-イミダゾ[4,5-f]-[1,10]-フェナントロリン）を用い、スペーサーとして中性アミノ酸グリシンを用いた。分子間三重ＲＮＡ安定化剤としての２つの新規なＲｕ（ＩＩ）ポリピリジルメタロペプチド、すなわち［Ｒｕ（ｂｐｙ）（ｐｉｃ-Ｌｙｓ-Ｇｌｙ-Ｌｙｓ-Ｇｌｙ-Ｌｙｓ）］（Ｒｕ１．pic=2-(4-カルボキシフェニル)イミダゾ-[4,5-f] [1,10]フェナントロリン、Gly=グリシン、Lys=リジン）および[Ru(bpy)(pic-Arg-Gly-Arg)]（Ru2; Arg=アルギニン）を合成し、その特徴を調べた。Ru1およびRu2とポリ(U)-ポリ(A)*ポリ(U)三重体との結合特性を紫外-可視分光法、蛍光分光法、粘度測定、円二色性、熱変性などの方法で調べた。得られた結果は、Ru(II)ポリピリジル錯体にカチオン性ペプチドを結合させることで、三重構造の安定化が促進されることを示唆している。また、Ru1とRu2の構造的性質を考慮すると、三重体を安定化させる力は、静電的相互作用のほかに、疎水性相互作用と水素結合も関与していると考えられる。しかし、リリス型メタロペプチド(Ru1)に比べて、Arg型メタロペプチド(Ru2)の第三鎖安定化効果はわずかに顕著であり、これはアルギニン残基とリジン残基の第三鎖との相互作用の違いに起因するものと考えられます。ここで得られた結果は、三重鎖RNAポリ(U)-ポリ(A)∗ポリ(U)と低分子、特にルテニウム(II)錯体との相互作用を理解する上で有用であると考えられる。

In this work, using [Ru(bpy)(pip)] (bpy = 2,2'-bipyridine, pip = 2-phenyl-1H-imidazo[4,5-f]-[1,10]-phenanthroline) as chromophores and neutral amino acid glycine as spacers, two novel Arg- and Lys-rich Ru(II) polypyridyl metallopeptides as an intermolecular triplex RNA stabilizers, namely [Ru(bpy)(pic-Lys-Gly-Lys-Gly-Lys)] (Ru1; pic = 2-(4-carboxy-phenyl)imidazo-[4,5-f] [1,10] phenanthroline, Gly = glycine, Lys = lysine) and [Ru(bpy)(pic-Arg-Gly-Arg-Gly-Arg)] (Ru2; Arg = arginine), have been synthesized and characterized. The binding properties of Ru1 and Ru2 with poly(U)·poly(A)∗poly(U) triplex have been studied by UV-Vis spectroscopy, fluorescence spectroscopy, viscosity measurements as well as circular dichroism and thermal denaturation. The obtained results suggest that attaching cationic peptides to a Ru(II) polypyridyl complex can obviously enhance the triplex stabilization. Considering the structure natures of Ru1 and Ru2, conceivably besides electrostatic interaction, the forces stabilizing the triplex should also involve hydrophobic interaction and hydrogen binding. Compared with the Lys-rich metallopeptide (Ru1), however, the third-strand stabilizating effect of the Arg-rich one (Ru2) is slightly more marked, which may be due to differences in the interactions of arginine and lysine residues with the third strand of the triplex. The results obtained here may be useful for understanding the interaction of triplex RNA poly(U)·poly(A)∗poly(U) with small molecule, particularly ruthenium(II) complexes.

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