Language
Country/Area
No result found
探秘三重螺旋：这些结构如何稳定DNA与RNA？
在几何学和生物化学领域，三重螺旋是一种由三个共轭几何螺旋组成的结构，这些螺旋共用同一轴，并且在轴上有不同的平移。这使得每个螺旋都与中心轴保持相同的距离。三重螺旋的例子包括Triplex DNA、Triplex RNA、胶原蛋白螺旋及胶原蛋白类蛋白质。
结构
三重螺旋之所以得名，是因为它由三个独立的螺旋构成。这些螺旋虽然共用同一轴，但因其在轴上进行角度平移，因此并不占用相同的空间。一般而言，三重螺旋的性质取决于其构成的螺旋类型。
右手螺旋在其轴上以时钟方向移动，而左手螺旋则是其镜像，向反时针方向运动。
例如，由三条胶原蛋白链组成的三重螺旋称为胶原蛋白三重螺旋；而由三条DNA链组成的则称为DNA三重螺旋。螺旋的开始和结束由分子中的某些标记来定义，例如，螺旋蛋白的开始是N末端，单链DNA的开始是5'末端。胶原蛋白三重螺旋由三条胶原肽构成，这些肽各自形成左旋的聚脯氨酸螺旋，当三条链结合时，形成右手的取向。
稳定因素
胶原蛋白三重螺旋具有几个特性来增强其稳定性。例如，当脯氨酸被引入到Gly-X-Y序列的Y位置时，会进行后转译修饰成羟基脯氨酸。羟基脯氨酸能够与水发生有利的相互作用，因而稳定了三重螺旋结构，因为Y残基在该结构中可被溶剂访问。
三重螺旋DNA和RNA的稳定性受到许多与双链DNA螺旋稳定性类似的力量影响。
每条螺旋之间的广泛氢键网络也使三重螺旋得以相互保持，每条链约贡献-2 kcal/mol的能量，使整体的自由能增加。这些超螺旋的形成不仅保护了螺旋内部的关键甘氨酸残基，还保护了整体蛋白质不受蛋白酶降解。
生物角色
蛋白质
胶原蛋白超家族的成员是细胞外基质的主要贡献者。三重螺旋结构为胶原纤维提供强度和稳定性，使其抵抗拉伸应力。胶原纤维的坚硬性是能够承受大多数机械应力的重要因素，这使其成为整个身体中大分子运输和结构支持的理想蛋白质。
DNA
有些称为三重形成寡核苷酸（TFOs）的寡核苷酸序列能够与较长的双链DNA形成三重螺旋；TFOs能够使基因失活或帮助诱导突变。不过，TFOs只能结合在较大的分子的某些位置，因此研究人员必须先确定TFO是否可以结合到感兴趣的基因上。
RNA
近年来，三重RNA的生物功能得到了更多研究。其中一些角色包括提高稳定性、翻译、影响配体结合和催化。例如，在SAM-II核糖开关中，三重螺旋创造了一个独特接受S-腺苷甲硫氨酸（SAM）的结合位点。与此同时，负责复制DNA末端（端粒）的核糖核蛋白复合物端粒酶也含有三重RNA，这被认为对端粒酶的正常功能是必需的。
计算工具
TDF（三重域发现器）
TDF是一个基于Python的包，用来预测RNA-DNA三重螺旋的形成潜力。该软体通过列举TFO和TTS之间的子字符串来开始，并使用统计测试来找到与背景相比的显著结果。
Triplexfpp
Triplexfpp基于深度学习方法，这是一种Python基础的流程，用于预测最有可能形成三重螺旋的长非编码RNA。然而，由于可用于训练的长非编码RNA数据有限，因此机器学习和深度学习方法的应用还有很长的路要走。
这些三重螺旋的结构不仅让我们更深入了解了生命的基础，还对未来的基因编辑技术或治疗方法有着潜在的应用前景。在探索生命奥秘的旅程中，我们是否能够进一步理解这些结构对生物体的关键影响呢？
