Menguraikan dan Memprediksi Stabilitas Termal dan pH DNA Triplex dalam Kondisi Multifaktorial

Abstrak
DNA tripleks, struktur asam nukleat non-kanonik yang penting, memainkan peran penting dalam regulasi gen, patogenesis penyakit, dan penargetan terapeutik. Untuk mengungkap bagaimana faktor lingkungan dan urutan memodulasi stabilitas tripleks, kami mengembangkan metode peleburan-pemanasan transfer energi resonansi fluoresensi lima dimensi (5DFRETMA) dengan hasil tinggi. Tidak kurang dari 414 set kondisi penyangga diuji. Korelasi negatif monotonik diamati antara stabilitas termal dan pH, serta antara stabilitas pH dan suhu. Hubungan ini bergantung pada urutan: tripleks dengan kandungan pasangan basa Hoogsteen G•C+ yang lebih tinggi menunjukkan sensitivitas yang lebih tinggi terhadap variasi pH dan suhu. Kekuatan ionik memberikan efek ganda: menstabilkan ikatan hidrogen Hoogsteen pada pasangan basa A•T sambil mendestabilisasinya pada pasangan basa G•C+, menghasilkan diagram stabilitas yang bergantung pada kekuatan ionik yang kompleks. Yang terpenting, saat kandungan G•C+ meningkat, hubungan antara stabilitas tripleks dan kekuatan ionik bergeser secara progresif dari ketergantungan positif monotonik menjadi ketergantungan negatif. Kami mengembangkan model prediktif yang tidak hanya memprediksi stabilitas termal tetapi juga memelopori prediksi stabilitas pH dalam berbagai pH/suhu dan lingkungan ionik. Karya ini memajukan pemahaman mekanistik tentang perilaku DNA tripleks dalam pengaturan biologis yang kompleks, menawarkan alat untuk desain rasional terapi yang menargetkan gen dan aplikasi biologi sintetis.