A High Resolution NMR Study of Hydrogen Bonded Protons in tRNA

Summary

Recent high resolution NMR studies of the hydrogen bonded protons in purified tRNA molecules are reviewed. The number of hydrogen bonds correspond very well with those predicted by the cloverleaf model and the resonances can be separated into those arising from AU and GC base pairs.

Résumé

Les pics fournis en RMN à 220 et 300 MHz par des solutions aqueuses de tRNA ont été attribués à des protons chelatés de NH cycliques et à des protons amino. Les protons du NH cyclique apparaissent à bas champ, entre —11 et − 15 ppm, l’étalon interne étant le DSS. On trouve 20 ± 2 protons de ce type dans le tRNA^{Ph e} de levure, en excellent accord avec les prévisions du modèle en feuille de trèfle. L’étude d’un système modèle (en collaboration avec D.M. Crothers) comportant dAACAA + dTTGTT montre que les résonances U ou T N₃H apparaissent vers −13.5 ppm et la GN₁H vers −12,5 ppm. A partir de ces étalonnages pris pour première approximation, les spectres de RMN de sept tRNA purifiés ont été décomposés en un certain nombre de paires AU et GC en accord avec les modèles en feuille de trèfle construits d’après leur séquence connue. Les déplacements dus au courant de cycle de ces résonances NH ont été calculés et utilisés pour obtenir un accord convenable avec certaines caractéristiques de spectre. Ces attributions sont étayées par les spectres de la moitié TΨ et de l’extrémité 3′ d’un fragment de tRNA^{Ph e} de levure renfermant les 3/4 de la molécule, qui montrent le nombre prévu de résonances dans les domaines spectraux attendus.

Dans la région des amino les protons amino à liaisons hydrogène, entre − 7,4 et − 9,0 ppm, peuvent être distingués des protons de groupements amino libres observés entre − 6,0 et 7,4 ppm.

Les intensités indiquent que les deux types de protons aminés subissent un déplacement vers les faibles champs lorsque le groupement amino présente une liaison hydrogène, ceci en accord avec des expériences d’échange du tritium.