Riboswitches are regulatory ribonucleic acid (RNA) elements that act as ligand-dependent conformational switches. In the apo form, the aptamer domain, the region of a riboswitch that binds to its cognate ligand, is dynamic, thus requiring an ensemble-representation of its structure. Analysis of such ensembles can provide molecular insights into the sensing mechanism and capabilities of riboswitches. Here, as a proof-of-concept, we constructed a pair of atomistic ensembles of the well-studied S-adenosylmethionine (SAM)-responsive riboswitch in the absence (-SAM) and presence (+SAM) of SAM. To achieve this, we first generated a large conformational pool and then reweighted conformers in the pool using solvent accessible surface area (SASA) data derived from recently reported light-activated structural examination of RNA (LASER) reactivities, measured in the -SAM and +SAM states of the riboswitch. The differences in the resulting -SAM and +SAM ensembles are consistent with a SAM-dependent reshaping of the free landscape of the riboswitch. Interestingly, within the -SAM ensemble, we identified a conformer that harbors a hidden binding pocket, which was discovered using ensemble docking. The method we have applied to the SAM riboswitch is general, and could, therefore, be used to construct atomistic ensembles for other riboswitches, and more broadly, other classes of structured RNAs.

中文翻译：

---

从溶剂可及性数据看核糖核酸的结构组合：在S-腺苷甲硫氨酸（SAM）-响应性核糖开关中的应用

核糖开关是调节性核糖核酸（RNA）元件，可作为配体依赖性构象开关。在载脂蛋白形式中，适体结构域是核糖开关与其同源配体结合的区域，它是动态的，因此需要整体表示其结构。对此类合奏的分析可以为核糖开关的感应机制和功能提供分子见解。在这里，作为概念验证，我们构造了一对在研究中不存在（-SAM）和存在（+ SAM）的情况下，经过深入研究的S-腺苷甲硫氨酸（SAM）响应核糖开关的原子团。为此，我们首先生成了一个大的构象库，然后使用从最近报道的RNA（LASER）反应性的光激活结构检查得出的溶剂可及表面积（SASA）数据对该库中的构象子进行了加权。在核糖开关的-SAM和+ SAM状态下测量。产生的-SAM和+ SAM集成中的差异与核糖开关自由态的SAM依赖重塑一致。有趣的是，在-SAM集合中，我们确定了一个带有隐藏的结合口袋的构象异构体，该结合口袋是通过集合对接发现的。我们已经应用于SAM核糖开关的方法是通用的，因此可以用于构建其他核糖开关（更广泛地说，其他类别的结构化RNA）的原子团。使用合奏对接发现的。我们已经应用于SAM核糖开关的方法是通用的，因此可以用于构建其他核糖开关（更广泛地说，其他类别的结构化RNA）的原子团。使用合奏对接发现的。我们应用于SAM核糖开关的方法是通用的，因此可以用于构建其他核糖开关（更广泛地说，其他类型的结构化RNA）的原子团。