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Mg2+ 존재 하에서 수행된 in vitro 선택은 내부 리보뉴클레오사이드 결합을 절단할 수 있는 DNA 염기를 생성했습니다. 이 중 몇 개는 놀랍게도 분자 간 촉매 작용과 Mg2+에 독립적인 촉매 작용을 나타냈으며, 이는 선택 프로토콜에서 명시적으로 선택하도록 설계된 기능이 아닙니다. 이러한 DNAzyme 중 하나인 614에 대해 자세한 물리 유기 분석이 적용되었습니다. 먼저 반응의 진행 곡선을 분해하여 분자가 깨끗한 일차 변환 동역학과 100% 전환을 나타내지 못하게 하는 요인을 식별했습니다. 여러 요인이 식별되고 정량화되었으며, 여기에는 (a) 경쟁적인 내부 및 외부 분자 속도 과정, (b) 대안 반응성 및 비반응성 배열, (c) 촉매 내의 돌연변이가 포함됩니다. “평형에 접근” 동역학 및 생성물 억제와 같은 다른 요인은 제외되었습니다. 보완 가닥 억제 가능성이 입증되었지만 실험 조건에서는 요인이 아니었습니다. 내부 및 외부 과정의 속도를 비교하였고, 외부 과정에 대한 포화 모델이 구축되었습니다. 외부 반응의 속도 제한 단계는 기질과 효소의 결합/접힘으로 나타났으며 절단 단계가 아닙니다. DNAzyme 614는 시스보다 트랜스에서 더 활성적이며 선택 온도보다 낮은 온도에서 선택 온도보다 더 활성적입니다. 이러한 특성 중 많은 수는 유사한 시스템에서 보고되지 않았으며, 이 결과는 따라서 이 DNA 기반 촉매 클래스에 대해 알려진 현상을 확장합니다. 이 선택에서 발생한 다른 촉매에 대한 간단한 조사에서는 Mg2+에 독립적인 다른 DNAzymes를 발견했으며, 서열 공간에서 구조와 기능을 관련지어 단계의 강인성에 대한 초기 관점을 제공했습니다. Mg2+의 존재 하에서 선택이 이 Mg2+를 활용하지 못한 사실을 설명하는 가설이 제안됩니다. 특정 촉매 작용을 가진 DNAzyme에 대한 이 연구는 in vitro 선택이 서열 공간에서 기능 분포를 이해하는 데 필요한 연구의 예입니다.
Carrigan et al. (수요일)은 이 질문을 연구했습니다.