【9.7.2】RNA 降解

RNA 降解取决于分子在 RNA 环境中被核酸酶、氧化剂和化学修饰剂在线水解切割和攻击（ in-line hydrolytic cleavage and attack）的可能性（10-13）。在这些降解过程中，在线水解切割是 RNA 固有的普遍机制。

RNA 主链磷酸二酯键的断裂由核糖部分的 2'-羟基的去质子化引发 ( 14 )（图1A ））。去质子化的羟基攻击磷酸盐以形成五配位过渡态。这种过渡态的形成依赖于 RNA 骨架能够采用 2'-羟基与离开的 5' 氧阴离子一致的构象。然后 5' 氧阴离子离开，在 RNA 中留下 2',3'-环状磷酸盐和链断裂。同样的机制是自切割核酶和基于蛋白质的核酸酶的作用的基础，允许通过实验表征这种构象并在晶体结构中可视化（图1B，结构来自 ( 15 )）。

一种在很大程度上独立于 mRNA 制造、配制、储存和体内条件的减少 RNA 水解的设计方法是增加 RNA 分子中存在的二级结构的程度。已经发现二级结构的存在可以减轻水解，这限制了主链可以采用的可能构象并降低了形成易于在线攻击的构象的倾向（20）。实际上，在线探测技术利用了双链或其他结构化区域内在线水解的抑制来绘制 RNA 结构图

参考资料

• Theoretical basis for stabilizing messenger RNA through secondary structure design。 https://academic.oup.com/nar/article/49/18/10604/6370252
• Mikkola S., Kaukinen U., Lonnberg H. The effect of secondary structure on cleavage of the phosphodiester bonds of RNA. Cell Biochem. Biophys. 2001; 34:95–119. https://link.springer.com/content/pdf/10.1385/CBB:34:1:95.pdf
• Regulski E.E., Breaker R.R. In-line probing analysis of riboswitches. Methods Mol. Biol. 2008; 419:53–67. https://link.springer.com/protocol/10.1007/978-1-59745-033-1_4