ddGTP (2’, 3’-Didéoxyguanosine 5’-triphosphate) est un didéoxynucléotide utilisé en tant que terminateur de chaîne en séquençage de DNA[1]. Contrairement au dGTP, ddGTP ne possède pas de groupes hydroxyle aux positions 2’ et 3’ de la fraction ribose. Cette caractéristique structurale empêche la formation d'une liaison phosphodiester 3’, 5’ après son incorporation par une polymérase dans une chaîne de DNA en cours de synthèse, entraînant la terminaison de la synthèse de DNA[2]. ddGTP est communément utilisé en séquençage cyclique, dans les études des mécanismes enzymatiques et dans la génération de séquences de RNA et de DNA qui ne peuvent pas être rallongées par des polymérases ou ligaturées par des ligases de DNA[3].
In vitro, ddGTP (＜1μM) inhibe fortement l'activité de DNA polymérase α en présence de Mn2+ en rivalisant avec le substrat naturel dGTP pour le site de liaison de l'enzyme, exhibant une constante d'inhibition (Ki) de 0.035μM[4]. ddGTP inhibe efficacement la transcriptase inverse des virus de l'immunodéficience humaine et simienne (HIV et SIV), avec des valeurs de Ki de 0.009μM et 0.011μM, respectivement[5]. Après incubation avec des biosenseurs TS30- et TS60-modifiés et des cellules T Jurkat pendant 3h en présence de 0,2mM de ddGTP, une incubation subséquente de 1h dans une solution de thiazole orange (TO) à 10µM a été réalisée. L'intensité de fluorescence moyenne (IFM) des senseurs traités avec ddGTP (MFI=157) était significativement inférieure à celle du groupe témoin positif (MFI=261)[6]. Le complexe amidon-TEPA/ddGTP (contenant 1mg/mL d'amidon-TEPA et 0,3mg/mL de ddGTP) incubé avec des cellules A549 à 37℃ pendant 4h a montré une forte activité biologique (99%), dépassant significativement l'effet de destruction cellulaire de ddGTP libre[7].
References:
[1] SANGER F, NICKLEN S, COULSON A R. DNA sequencing with chain-terminating inhibitors[J]. Proceedings of the National Academy of Sciences, 1977, 74(12): 5463-5467.
[2] ALPHEY L. Chain Termination (Sanger Dideoxy) Method[M]// DNA Sequencing. New York: Garland Science, 2023: 15-25.
[3] EREN K, TAKTAKOĞLU N, PIRIM I. DNA sequencing methods: from past to present[J]. The Eurasian Journal of Medicine, 2022, 54(Suppl 1): S47.
[4] ONO K, NAKANE H. Utilization of 2', 3'-dideoxyguanosine 5'-triptiosphate as an inhibitor and substrate for DNA polymerase α[J]. Biomedicine & Pharmacotherapy, 1990, 44(2): 115-121.
[5] WU J C, CHERNOW M, BOEHME R E, et al. Kinetics and inhibition of reverse transcriptase from human and simian immunodeficiency viruses[J]. Antimicrobial Agents and Chemotherapy, 1988, 32(12): 1887-1890.
[6] DÍAZ-CARTAGENA D C, HERNÁNDEZ-CANCEL G, BRACHO-RINCÓN D P, et al. Label-free telomerase activity detection via electrochemical impedance spectroscopy[J]. ACS Omega, 2019, 4(16): 16724-16732.
[7] KANBER E, YAMADA H, LORETZ B, et al. Design of polyamine-grafted starches for nucleotide analogue delivery: in vitro evaluation of the anticancer activity[J]. Bioconjugate Chemistry, 2016, 27(10): 2431-2440.