FKKT

Raziskovalci s Katedre za fizikalno kemijo UL FKKT Mojca Pevec, Tadej Medved, Neža Žerjav, Jernej Imperl, Jurij Lah in San Hadži so skupaj s kolegi s Kemijskega Inštituta (Matic Kovačič in Janez Plavec) in z belgijske Vrije Universiteit Brussel (Remy Loris) v ugledni reviji Nucleic Acids Research (faktor vpliva 16,7) objavili raziskovalni članek, v katerem so opisali strukturo kompleksa med G-kvadrupleksom in protitelesom.

Molekulo DNA običajno povezujemo z ikonično dvojnovijačno strukturo, vendar lahko ta molekula tvori tudi drugačne (t.i. nekanonične) strukture, od katerih so najbolje raziskani G-kvadrupleksi. Ti nastanejo v zaporedjih, bogatih z gvaninom, njihov osnovni strukturni gradnik pa je G-kvartet: štirje gvanini, planarno povezani z vodikovimi vezmi. Večina z gvanini bogatih zaporedij, ki domnevno tvorijo kvadruplekse, se v genomih pojavlja v regulatornih regijah, kjer sodelujejo pri pomembnih celičnih procesih, na primer uravnavanju prepisovanja genov in sintezi proteinov. Čeprav so G-kvadrupleksi dobro raziskane molekule, pa večina študij temelji na in vitro poskusih z izolirano verigo DNA, bogato z gvanini. Obstoj G-kvadrupleksov v živih celicah je dolgo veljal za kontroverznega, saj komplementarna s citozini bogata veriga DNA v celici omogoči nastanek bolj stabilne dvoverižne strukture od kvadrupleksov. 

Ključno orodje za raziskovanje G-kvadrupleksov in vivo so specifična protitelesa, s katerimi so pred dobrimi 10 leti prvič dokazali obstoj kvadrupleksov v celicah. Kljub zdaj že rutinski uporabi protiteles v tovrstnih raziskavah pa ni bilo jasno, kako poteka interakcija med G-kvadrupleksom in protitelesom. Našim raziskovalcem je zdaj uspel preboj na tem področju. Razvili so posebno protitelo (nanotelo), specifično za prototipski G-kvadrupleks, trombinski aptamer. Nato so pripravili kompleks med rekombinantnim nanotelesom in aptamerom ter z uporabo rentgenske kristalografije določili njegovo zgradbo. 

Gre za prvo znano strukturo kompleksa med protitelesom in nekanonično DNA. Posebnost te strukture je, da je velik del vezavne površine izven značilnih zank na površini nanotelesa, preko katerih običajno poteka vezava protiteles na antigene. Zanimivo je, da je vezavo preko ogrodnih aminokislinskih ostankov kot posebnost nanoteles nakazala že primerjalna strukturna analiza, ki so jo izvedli Zavrtanik in sodelavci leta 2018 (doi: 10.1016/j.jmb.2018.09.002). 

Pevec, M., Medved, T., Kovačič, M., Žerjav, N., Imperl, J., Plavec, J., Lah, J., Loris, R., Hadži, S. (2025). Structural basis of G-quadruplex recognition by a camelid antibody fragment. Nucleic Acids Research, 53(10). https://doi.org/10.1093/nar/gkaf453