El papel de los esqueletos iónicos en la estructura del ARN: un dúplex no Watson−Crick inusualmente estable de un análogo no iónico en un medio apolar

La estructura en solución de un análogo vinculado por dimetilensulfona del dímero de ARN UPC se determinó utilizando NMR bidimensional y dinámica molecular restringida. En CDCl3, el análogo de ARN forma un dúplex paralelo con un solo par de bases U:U y una orientación aproximadamente antiparalela de los dos anillos de ribosa dentro de cada hebra. Se dedujo indirectamente una red de enlaces de hidrógeno que estabilizan este dúplex a partir de los datos de NMR. Además de los enlaces de hidrógeno de dos puntas entre los uridinas, esta red incluye dos enlaces de hidrógeno de los hidroxilos de ribosa de una hebra al O2 de las bases de citosina de la hebra opuesta, y enlaces de hidrógeno intrahebra de los hidroxilos 2' de los residuos 5'-terminales a los hidroxilos del residuo 3'-terminal. Se encontró que el punto de fusión del dúplex, determinado a través del análisis de desplazamiento químico de NMR, era de 91 °C para una solución de 11 mM en 1,1,2,2-tetrachloroetano-d2. Basado en el análisis de van't Hoff de los datos de fusión UV disponibles en 1,2-dicloroetano, la formación del dúplex está asociada con un ΔS° de −47 cal K-1 mol-1 y un ΔH° de −22 kcal mol-1. La observación de que un análogo de ARN vuelto no iónico y separado de un entorno acuoso forma un dúplex no Watson−Crick excepcionalmente estable con enlaces de hidrógeno de esqueleto a nucleobase y de esqueleto a esqueleto sugiere que un esqueleto cargado y la solubilidad en el medio acuoso que conlleva son importantes para limitar el repertorio de interacciones hebra−hebra de los oligoribonucleótidos.