首次解析出催化性DNA三维结构

DNA并不总是采取与遗传密码相关联的双螺旋结构；它也能够形成复杂的折叠结构，而且作为一种被称作脱氧核酶（deoxyribozyme，DNAzyme）的催化剂发挥作用。在一项新的研究中，来自德国马克斯-普朗克生物物理化学研究所和哥廷根大学的研究人员首次解析出一种DNA催化剂的三维结构，这种结构的柔性远比之前所认为的大得多。相关研究结果近期发表在Nature期刊上，论文标题为“Crystal structure of a DNA catalyst”。

化学家们已在20多年前就已成功地分离出脱氧核酶（DNAzyme），即具有酶催化作用的单链DNA。然而，在此之前，他们并不能将它的催化活性与让DNA具有这种催化功能的三维结构关联起来。

在这项研究中，研究人员利用瑞士的SLS同步加速器发出的X射线轰击一种DNAzyme。这就使得利用计算机构建出这种DNAzyme的晶体结构成为可能。

论文第一作者Almudena Ponce-Salvatierra说，“我们首次发现一种DNAzyme的三维结构图片，而且我们也是首次能够观察到这种DNA分子能够呈现出的结构与蛋白酶或核糖酶（ribozyme, RNAzyme）---具有催化活性的RNA链---中的一样复杂。” 

研究人员通过证实这种分子也能够采取复杂的而且远比想象中更加柔性的三维结构而打破了人们对DNA应当具有刚性结构的固有观念。

DNAzyme是在实验室中合成的单链DNA以便研究它们的催化活性。特别地，在这项研究中，研究人员解析出一种被称作RNA连接脱氧核酶（RNA-ligating deoxyribozyme）9DB1的DNAzyme的三维结构图，其中这种DNAzyme催化两条RNA链连接在一起。
根据研究人员的说法，这些发现阐明了这种DNAzyme参与的连接反应的分子机理。
Ponce-Salvatierra解释道，“DNAzyme具有很多应用，如连接两条DNA或RNA片段，修复它的任何一种组件，如胸腺嘧啶。”此外，Ponce-Salvatierra宣布它在医学上的临床试验已在开展中。