吡咯胞嘧啶作为RNA-小分子相互作用的荧光传感器

荧光碱基类似物已被证实是研究 RNA 结构的有效探针。胞嘧啶的类似物吡咯并胞嘧啶（pC）在 RNA 中表现出高度依赖环境的荧光，并且在形成氢键的环境中会发生强烈淬灭。在本研究中，我们将 pC 引入枯草芽孢杆菌（B. subtilis）鸟嘌呤核糖开关的适配体结构域，以探究这种淬灭机制是否能够用于检测 RNA–小分子相互作用。我们采用互补性的荧光光谱学方法，分析位于结合口袋远端及结合口袋内部的 pC 替换对功能的影响及其对配体的敏感性。我们发现，在静态结构区域进行 pC 替换时，其表现出预期的与配体无关的荧光特性。当 pC 位于配体结合口袋内时，其对配体鸟嘌呤（G）和次黄嘌呤（Hx）的亲和力中度降低，但仍保持对 G 的高度特异性。我们发现，pC 可作为一种“关闭型”传感器，在结合 G 或 Hx 后产生明显的荧光变化。这些差异取决于与 pC 形成的氢键数量，并且能够通过时间依赖性荧光和稳态荧光测量加以分辨。我们的结果表明，pC 可用于研究 RNA–小分子相互作用，即使相似配体具有相同的结合模式，也能够对其进行区分。

荧光碱基类似物已被证明是研究 RNA 结构的有价值探针。胞嘧啶的类似物吡咯并胞嘧啶（pC）在 RNA 中表现出高度依赖环境的荧光，并且在形成氢键的环境中会发生强烈淬灭。在本研究中，我们将 pC 掺入枯草芽孢杆菌（B. subtilis）鸟嘌呤核糖开关的适配体结构域中，以探究这种淬灭机制是否能够用于感知 RNA–小分子相互作用。我们采用互补的荧光光谱学方法，研究位于配体结合口袋远端及结合口袋内部的 pC 替换所产生的功能影响及其对配体的敏感性。我们发现，在静态结构区域进行 pC 替换表现出预期的、与配体无关的荧光性质。当 pC 位于配体结合口袋中时，其对鸟嘌呤（G）和次黄嘌呤（Hx）的亲和力中度降低，但仍保持对 G 的高度特异性。我们发现，pC 可作为一种“关闭型”传感器，在结合 G 或 Hx 后产生明显的荧光变化。这些差异取决于与 pC 形成的氢键数量，并且在时间依赖性荧光测量和稳态荧光测量中均可分辨。我们的结果表明，pC 可用于研究 RNA–小分子相互作用，即使相似配体具有相同的结合模式，也能够对其进行区分。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.09.29.755477v1?rss=1

🏷️ 吡咯并胞嘧啶 RNA-小分子相互作用 荧光传感器 鸟嘌呤核糖开关 荧光碱基类似物 氢键淬灭