Effect of Metal Ions on the Catalytical Activity of a DMSO-dependent RNA-cleaving DNAzyme

doi:10.7503/cjcu20240004

Abstract

Abstract:

Engineering RNA-cleaving DNAzymes（RCDs） and RCD-based molecular devices that are highly functional in high content of organic co-solvents may not only expand the ability of DNAs as enzymes， but also promote functional nucleic acids for novel applications. In this work， we have investigated the requirement of divalent metal ions for a dimethyl sulfoxide（DMSO）-dependent RCD（named E3） that we previously reported. The divalent metal ions were proved to be crucial for E3 to function in 35%（volume fraction） DMSO， and the metal ions with the ability to activate E3 followed the order： Zn²⁺， Mg²⁺>Fe²⁺>Pb²⁺>Mn²⁺>Co²⁺. The rate-pH profile of E3 in Mg²⁺ showed a “bell” shaped curve with a plateau at the pH range from 7.0 to 9.0， yet a sharp peak at pH value of 7.0 in Zn²⁺. Moreover， both Zn²⁺ and Mg²⁺ bound to E3 at a number ratio of 1∶1. We also observed that E3 could be activated by Fe²⁺ in 35% DMSO， but quickly inactive by the rapid oxidation of Fe²⁺ to Fe³⁺. This inactivation of E3^{could be further rescued by the addition of ascorbic acid. In addition， the catalytic activity of E3 in the presence of Zn²⁺ or Mg²⁺ was sharply inhibited with the competition of Cu²⁺， Ni²⁺， and Fe³⁺. These results are helpful for understanding the characterization and catalytical mechanism of the DMSO-dependent RCD.}

Key words: RNA-cleaving DNAzyme, Functional nucleic acid, Organic solvent, Metal ion

CLC Number:

O629.8

TrendMD:

CUI Li, LI Suhui, ZHENG Xing, CHANG Tianjun, BING Tao. Effect of Metal Ions on the Catalytical Activity of a DMSO-dependent RNA-cleaving DNAzyme[J]. Chem. J. Chinese Universities, 2024, 45(4): 20240004.

Figures/Tables 3

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