介紹

4-甲基吲哚常呈淡黃色液體，理論氫存儲(chǔ)密度達(dá)5.76wt%，易溶于乙醇、二氯甲烷等有機(jī)溶劑，微溶于水；它是優(yōu)質(zhì)液體有機(jī)氫載體（LOHC），在5wt%Ru/Al?O?催化下160-200℃、7MPa可完全氫化為八氫4-甲基吲哚，5wt%Pd/Al?O?催化下150℃70min可完全脫氫，循環(huán)3次后氫化能力仍超90%、脫氫能力近100%，適用于氫的安全存儲(chǔ)與運(yùn)輸。

4-甲基吲哚

應(yīng)用

作為非極性堿基探針

4-甲基吲哚的β-脫氧核苷（M）可以被設(shè)計(jì)為2'-脫氧腺苷（A）的非極性等排體，將其嵌入30堿基對(duì)的DNA雙鏈中，構(gòu)建中心堿基對(duì)為OG:M、G:M的底物duplex，WTMutY對(duì)OG:Mduplex的親和力極高（Kd=0.17±0.05nM），與結(jié)構(gòu)接近A的FA類(lèi)似物（Kd=0.12±0.05nM）相當(dāng)，且比OG:Zduplex（Kd=3.4±1.7nM）高20倍。4-甲基吲哚（M）無(wú)法與OG形成氫鍵，但其非極性結(jié)構(gòu)反而消除了堿基對(duì)解離的能量消耗，更易促進(jìn)核苷酸翻轉(zhuǎn)，即損傷堿基從DNA雙螺旋中擠出，進(jìn)入酶的催化口袋，從而補(bǔ)償了氫鍵作用的缺失，提升結(jié)合親和力。

此外，截短型Stop225對(duì)OG:Mduplex的親和力（Kd=1.4±0.3nM）雖比WT低8倍，但仍顯著高于其對(duì)OG:FAduplex的親和力（Kd=90±10nM），且保留對(duì)OG:M優(yōu)于G:M的識(shí)別偏好。這表明C端結(jié)構(gòu)域?qū)σ蕾?lài)氫鍵的底物（如FA）識(shí)別至關(guān)重要，但對(duì)非極性的M而言，其本身易從DNA雙鏈中擠出的特性，降低了對(duì)C端結(jié)構(gòu)域的依賴(lài)，4-甲基吲哚通過(guò)促進(jìn)核苷酸翻轉(zhuǎn)能夠輔助MutY識(shí)別。

輔助機(jī)制

含OG:M的11堿基對(duì)duplex（Tm=43.4±0.4℃）比OG:A（Tm=55.9±0.5℃）、OG:Z（Tm=49.6±0.8℃）更不穩(wěn)定。這種不穩(wěn)定性促進(jìn)了MutY誘導(dǎo)的DNA構(gòu)象變化（如雙螺旋局部解旋），使得M更易被翻轉(zhuǎn)至酶的催化口袋，成為MutY高效識(shí)別的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。4-甲基吲哚的非極性特征規(guī)避了傳統(tǒng)A類(lèi)似物與酶的特異性氫鍵作用干擾，直接靶向核苷酸翻轉(zhuǎn)，有利于BER（堿基切除修復(fù)）酶的損傷識(shí)別[1]。

參考文獻(xiàn)

[1]L C C ,R C L ,H N C , et al.Recognition of the nonpolar base 4-methylindole in DNA by the DNA repair adenine glycosylase MutY.[J].Organic letters,2000,2(9):1341-4.