[发明专利]促进MTR1核酶催化反应的方法及MTR1核酶的应用

说明书

本发明涉及酶工程技术领域，公开了一种促进MTR1核酶催化反应的方法及MTR1核酶的应用，其中促进的方法包括：通过促进底物RNA、辅助因子Osupgt;6/supgt;‑甲基鸟嘌呤、MTR1核酶三者之间的邻近效应和/或定向效应，及促进MTR1特异位点胞嘧啶介导的一般酸催化，以及使催化反应位于酸环境下进行等多个方式。通过本发明提供的优化方式，解决MTR1核酶低效率和序列限制等问题。不仅能够高效地对RNA底物进行序列特异性甲基/烷基化修饰、荧光修饰等，还可以序列特异性修饰DNA，使MTR1的适用范围更加广泛。

技术领域

本发明涉及酶工程技术领域，更具体地，涉及促进MTR1核酶催化反应的方法及MTR1核酶的应用。

背景技术

RNA的甲基化修饰是生命科学研究领域最热门的方向之一，几乎所有编码和非编码RNA都经历转录后修饰，绝大多数甲基化以S-腺苷甲硫氨酸(SAM)作为通用甲基供体，通过本质为蛋白质的甲基转移酶进行甲基化组装。甲基转移酶和甲基化核苷酸都被认为是在进化上非常古老的存在。

核酶是自然界中存在的一类具有催化功能的RNA分子，可催化RNA多种关键反应，例如核糖体催化的蛋白质酰胺键的形成等。化学多样性的核酶似乎已在自然界中消失，但通过体外选择重建、运用体外筛选技术仍能获得具有活性的核酶，在此基础上，研究者发现了多种新型RNA核酶，这其中就包括甲基转移核酶。如，最近，Flemmich等人表明，pre-Q1核糖开关可表现出一些甲基转移酶活性；Murchie和同事最近通过体外筛选技术，获得了一种RNA，其可将S-腺苷甲硫氨酸的甲基转移到RNA中特定鸟嘌呤的N7位。

MTR1是及其同事利用体外RNA选择技术产生的一种新RNA物种，该物种可以催化甲基从O⁶-甲基鸟嘌呤(m6G)转移到RNA中特定腺嘌呤的N1位。MTR1是世界上第一个非蛋白甲基转移酶，其通过与底物RNA互补配对而具有序列特异性。然而，MTR1的催化效率不高且序列受到一定限制，MTR1催化甲基转移的机制也未得到阐明。现有技术亟需解析其结构、催化机制并针对性的进行序列、结构、催化反应条件等方面的优化，以使其成为更为广泛应用的分子工具。

发明内容

本发明旨在克服上述现有技术的至少一种不足，提供一种促进MTR1核酶催化反应的方法及MTR1核酶的应用，用于解决现有MTR1甲基转移核酶低效率和序列限制的问题，使MTR1能够更广泛的应用于核酸甲基/烷基化修饰。

本发明的一个目的在于提供一种促进MTR1核酶催化反应的方法，包括以下三种处理步骤中的一种或多种：

(1)促进底物RNA、辅助因子O⁶-甲基鸟嘌呤、MTR1核酶三者之间的邻近效应和/或定向效应；

(2)促进MTR1特定位点胞嘧啶介导的一般酸催化；在本发明的一个实施例中发现，甲基转移酶核酶的活性中心与O⁶-甲基鸟苷结合，在特定胞嘧啶的一般酸催化下，将其甲基转移到修饰位点腺嘌呤的N1上；

(3)置催化反应于酸环境下进行；

进一步地，促进MTR1核酶催化反应包括促进MTR1核酶催化效率和扩大MTR1核酶的底物适用范围。

进一步地，所述MTR1核酶含有核心序列：5’-UGACCGACCCCCCGAGUUCGCUCGGGGACAACUAGACAUA-3’。

进一步地，特定位点胞嘧啶为MTR1核心序列5’-UGACCGACCCCCCGAGUUCGCUCGGGGACAACUAGACAUA-3’序列中第4位的胞嘧啶。

进一步地，酸环境包括pH为5～6.5之间的酸环境。