Seminarium Zakładu Biofizyki

Struktura trimetyloguanozyno (TMG) kapu występuje na końcu 5’ małych, niekodujących fragmentów RNA - tzw. snRNA (ang. small nuclear). Składa się z trimetyloguanozyny połączonej mostkiem trifosforanowym z pierwszym nukleozydem łańcucha RNA. Jest odpowiedzialna za transport snRNA do jądra komórkowego poprzez oddziaływanie z białkiem adaptorowym – snurportyną. Przyłączenie TMG kapu do innych makrocząsteczek o znaczeniu terapeutycznym (np. oligonukleotydów) umożliwia ich import do jądra komórkowego. TMG kap ulega w komórce enzymatycznej degradacji. Enzymem, którego udział dotychczas w tym procesie potwierdzono, jest Nudt16 z rodziny hydrolaz NUDIX. Na seminarium zostaną zaprezentowane wyniki badań, które miały na celu otrzymanie syntetycznych analogów TMG kapu odpornych na degradację enzymatyczną oraz cechujących się zwiększonym powinowactwem do snurportyny. Zaprezentowana zostanie zarówno synteza chemiczna analogów TMG kapu modyfikowanych w mostku trifosforanowym, jak i wyniki badań ich oddziaływania ze snurportyną, przeprowadzonych przy użyciu metody miareczkowania fluorescencyjnego.Zsyntezowane analogi TMG kapu stanowią nową klasę narzędzi, które posłużą do badań procesu transportu dojądrowego oraz innych procesów, w których uczestniczy TMG kap. Badania te mogą mieć również praktyczne znaczenie, dostarczając istotnych informacji przy opracowywaniu terapii chorób, których źródło leży w jądrze komórkowym (np. dystrofia mięśniowa Duchenne’a).

The trimethylguanosine (TMG) cap structure is found at 5’-end of small nuclear RNAs of eucaryota. It consist of N2,N2,N7-trimethylguanosine connected via 5’,5’-triphosphate bond to the first nucleotide of RNA chain (m3GpppN). In higher organisms, including humans, the TMG cap structure is involved in nucleomembrane transport. In the cytoplasm it is recognized by an adaptor protein, snurportin 1, and then with a help of importin β the construct can be translocated through the nuclear pore complex. The interaction between TMG cap and snurportin is essential for efficient nucleomembrane transport. This unique feature of TMG cap can be used for transport of therapeutic macromolecules dedicated to work in the nucleus. The TMG cap can be also degraded by hydrolases from the NUDX family - e.g. human NUDt16 which cuts the TMG cap structure resulting in N2,N2,N7-trimethylguanosine 5’-diphosphate and snRNA chain. During the seminar I will present the chemical synthesis of TMG cap analogs modified within 5’,5’-triphosphate bridge and the results of binding studies between snurportin 1 and synthesized compounds. These studies were performed using a titration assay based on quenching of the intrinsic protein fluorescence by cap analogs. The newly synthesized TMG cap analogs constitute a class of enzymatically stable and efficient tools for nuclear import of nucleus targeting drugs.