Structures de solution des hybrides ADN·ARN avec des brins riches en purines et en pyrimidines : comparaison avec les duplex ADN et ARN homologues,

Les structures de d(GAAGAGAAGC).d(GCTTCTCTTC), d(GAAGAGAAGC).r(GCUUCUCUUC), r(GAAGAGAAGC).d(GCTTCTCTTC), et r(GAAGAGAAGC).r(GCUUCUCUUC) ont été déterminées en solution à partir de données RMN. Globalement, les duplex ADN et ARN purs étaient respectivement sous forme B et A. Les deux hybrides ADN·ARN n'étaient ni A ni B, mais plus proches globalement de la forme A que de la forme B. Cependant, le duplex thermodynamiquement moins stable d(GAAGAGAAGC).r(GCUUCUCUUC) a une conformation significativement différente de r(GAAGAGAAGC).d(GCTTCTCTTC). Les structures ont été calculées à partir des données RMN, en utilisant une dynamique moléculaire contrainte. Une nouvelle approche pour le traitement de l'averaging conformational basé sur des probabilités a priori a été utilisée. Les nucléotides ont été traités en ajustant les données de couplage scalaire et les courbes temporelles NOE à un modèle à deux états comprenant des puckers de sucre N et S, chacun avec un angle de torsion glycosidique différent, et la fraction molaire de l'état S. Des ensembles de contraintes pour différentes distributions des états N et S au sein des molécules ont été construits, de sorte que chaque nucléotide était pondéré dans l'ensemble en fonction des fractions molaires (ou des probabilités a priori). Les conformations de nucléotides individuelles étaient fortement contraintes, tandis que les contraintes inter-nucléotidiques étaient relativement lâches. Des ensembles de conformations ont été générés et évalués par comparaison des NOEs calculés à partir des matrices de relaxation moyennes de l'ensemble avec les NOEs expérimentaux. Les moyennes des ensembles tenaient mieux compte des données expérimentales que tout membre individuel, ou pour des structures calculées en supposant une unique conformation unique. Les deux hybrides ont peuplé différents degrés d'espace conformational. Il y avait une tendance générale dans les largeurs de sillons mineurs et majeurs dans l'ordre d(GAAGAGAAGC).d(GCTTCTCTTC), d(GAAGAGAAGC).r(GCUUCUCUUC), r(GAAGAGAAGC).d(GCTTCTCTTC), r(GAAGAGAAGC).r(GCUUCUCUUC) et une progression similaire dans le caractère global des structures de type B à de type A. De plus, r(GAAGAGAAGC).d(GCTTCTCTTC) a montré une plus grande dispersion des conformations dans l'ensemble que d(GAAGAGAAGC).r(GCUUCUCUUC), reflétant la plus grande flexibilité des sucres. Si l'averaging conformational des nucléotides est ignoré, des structures virtuelles incorrectes sont produites qui, néanmoins, parviennent à satisfaire une fraction substantielle des données expérimentales.