strutture G4 sono strutture secondarie altamente stabili di acido nucleico che si formano nelle regioni ricche di guanina del DNA e RNA. Strutture G4 sono stabilizzati tramite interazioni Hoogsteen-bonding e coordinare l'incollaggio all'interno della cavità centrale con monovalenti cationi (es. K + e Na +) che contribuiscono in modo significativo alla notevole stabilità termica delle strutture G4 1, 2. I primi bioinformatica studi hanno suggerito che il genoma umano contiene> 375.000 "potenziali G4 che formano motivi" 3, 4. Altre stime studio recenti suggeriscono che il numero di G4 motivi è superiore di un fattore del 2,5 5, mentre un altro studio prevede 716,310 potenziali sequenze distinte G4 formano nel genoma umano 6. G4-forming sequenze sono evolutivamente conservata e non disperse in modo casuale ingenoma. Motivi G4 sono arricchiti in gene regioni codificanti, e verso l'alto del 40% di tutti i promotori dei geni contengono G4 motivi 7. È interessante notare che il grado di arricchimento di motivi G4 in un gene è stata dimostrata per suggerire la funzione del gene. Ad esempio, proto-oncogeni e geni coinvolti nello sviluppo hanno significativamente maggiore arricchimento delle strutture G4 di geni oncosoppressori 8, 9.
Con le alte stabilità termica, una presenza quasi onnipresente in tutto il genoma, e il potenziale per influenzare in modo significativo i principali processi cellulari, non è sorprendente scoprire che la cellula si è evoluta enzimi per gestire queste strutture. Uno di questi enzimi è G4 Resolvase1 (G4R1, chiamato anche Rhau e DHX36), che abbiamo caratterizzato come la fonte della maggior parte dei tetramolecular G4-DNA attività risolvere in (HeLa), le cellule umane 10. Da allora, è stato dimostrato that G4R1 ermeticamente lega e cataliticamente snoda tetramolecular e unimolecolare G4-DNA e G4-RNA con i più stretti KD riportato per una proteina G4 vincolante 11, 12, 13. Inoltre, l'attività G4-risolutivo G4R1 è stata implicata in un'ampia gamma di processi biochimici e cellulari, tra telomero / telomerasi biologia 11, 14, 15, 16, trascrizione e splicing 17, 18, 19, 20, di sviluppo 21, ematopoiesi 21, e immune regolazione 22, 23. Con una preponderanza di sequenze G4 situato specificamente nel genoma e diversificata p cellularerocesses che G4R1 è stato recentemente implicato di essere coinvolti con, la capacità di esprimere in modo efficiente e purificare altamente attiva rG4R1 sarà della massima importanza per chiarire i meccanismi biochimici e comportamenti di questa proteina.
Qui, dimostriamo un romanzo espressione e di schema di purificazione (Figura 1) che sfrutta l'ATP-dipendente, l'attività G4-risolutivo rG4R1 per isolare in modo efficace enzima attivo. Questo schema potrebbe essere adattato per purificare altri enzimi acido nucleico ATP-dipendente in cui il prodotto della reazione enzimatica non è più un substrato per il legame, come è il caso per G4R1.