Science：阐明了一个新的DNA核酸碱基的生物合成途径

时间：2021-05-13 00:00:00 来源：网络整理

DNA由以字母A、T、G和c表示的碱基组成，它们构成遗传密码的基础，存在于所有生物中。但在噬菌体中，存在另一个碱基，用字母Z表示。这是迄今为止观察到的唯一一个例外，长期以来一直是个谜。巴斯德研究所和法国国家科学研究中心的科学家与CEA合作，现在已经阐明了该碱基的生物合成途径。这项研究发表在《科学》杂志上。

DNA(脱氧核糖核酸)是一种分子，它是所有生物体中存储遗传信息的媒介。它是一种双螺旋结构，其特征是嘌呤碱基(腺嘌呤和鸟嘌呤)和嘧啶碱基(胞苷和脱氧胞苷)交替出现。每个DNA链的碱基位于螺旋的中心，并结合在一起，从而连接两个DNA链:腺嘌呤与胸腺嘧啶(A-T)形成两个氢键，鸟嘌呤与胞嘧啶(G-C)形成三个氢键。这适用于所有的生物，只有一个例外。

噬藻体S-2L，传统遗传学的一个例外

噬藻体S-2L是一种噬菌体，换句话说，是一种感染细菌的病毒。在这个噬菌体中，腺嘌呤被另一个碱基2-氨基腺嘌呤(用字母Z表示)完全取代。后者与胸腺嘧啶形成三个氢键(Z- t)，而不是通常的腺嘌呤和胸腺嘧啶之间的两个键。这种更高数量的化学键增加了DNA在高温下的稳定性，并改变了它的构象，这意味着DNA不太容易被蛋白质和小分子识别。

阐明2-氨基腺嘌呤生物合成途径

自1977年发现以来，噬藻体S-2L是唯一已知的例外，2-氨基腺嘌呤的生物合成途径仍然未知。巴斯德研究所和法国国家科学研究中心的科学家与CEA合作，最近阐明了这种生物合成途径，并证明了它的酶起源。他们通过鉴定噬藻体S-2L基因组中已知的琥珀酸腺苷酸合酶(purA)的同源物来实现这一目标。系统发育分析表明，该酶家族的同源基因purZ与古生菌中的purA酶之间存在联系。这表明同源物是一种古老的酶，可能赋予了进化优势。这项研究是利用巴斯德研究所的结晶学平台进行的。

新的Z-T碱基对和生物合成途径的发现表明，新的碱基对可以被酶结合到遗传物质中。这增加了DNA中编码碱基的数量，为合成基因生物聚合物的发展铺平了道路。

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A third purine biosynthetic pathway encoded by aminoadenine-based viral DNA genomes, Science, April 30, 2021

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