細胞内のグアニン四重鎖を可視化するLight-up型蛍光リガンドの開発

开发用于可视化细胞内鸟嘌呤四链体的发光荧光配体

基本信息

批准号：
21K05267
负责人：
飯田圭介
金额：
$ 2.75万
依托单位：
Chiba University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K05267/
关键词：
グアニン四重鎖 G4リガンド G4 蛍光プローブ抗がん作用

项目摘要

グアニン四重鎖は、グアニン豊富な核酸上で形成される特殊な高次構造である。グアニン四重鎖はDNAやRNA上の至る所で形成され、ある種のタンパクと結合しながら多様な機能を担うだけでなく、いくつかの疾患にも密接に関連していることが報告されてきた。しかしながらエピゲノムや、細胞内顆粒形成との関連など、未だ未解明な機構も残されておりグアニン四重鎖は現在でも重要な研究課題となっている。そこで本研究では特にグアニン四重鎖と結合するG4リガンドを合成し化学ツールとして応用していくことを目的とする。我々は細胞内のグアニン四重鎖を検出し、機能調査を行うためにG4リガンドを開発してきたが、本年度では、細胞膜透過性の問題から生細胞への化合物の取り込みが困難であったことから、新たなサブタイプのG4リガンドとして白金サルフェン錯体やピリドンペンタマーを検討した。ピリドンペンタマーについては既知の方法に従って合成を達成し、誘導体の一つに弱いながらもG4安定化能を見出している。白金サルフェン錯体については、アミン側鎖のアルキル基の検討、サルフェン錯体本体へのハロゲン導入を通じて構造活性相関を行った。その結果、よりG4安定化能や細胞毒性を向上させることができた。そこでさらなる機能化を検討したがやはり誘導体の溶解性の低さや細胞透過性が問題となった。今後は溶解性向上のためのリンカーの導入や、in situ click chemistryの活用によって細胞内調査が可能なG4リガンドの開発を目指していく。

鸟嘌呤四链体是在富含鸟嘌呤的核酸上形成的特殊高阶结构。鸟嘌呤四链体在DNA和RNA上到处形成，不仅在与某些蛋白质结合的同时，它们不仅在各种功能上起作用，而且据报道与几种疾病密切相关。但是，仍然存在不清楚的机制，例如它们与表观基因组和细胞内颗粒形成的关系，而鸟嘌呤四链体仍然是当今重要的研究主题。因此，本研究的目的是合成与鸟嘌呤四链体结合并用作化学工具的G4配体。我们已经开发了G4配体来检测细胞内鸟嘌呤四链体并进行功能研究，但是在今年，我们研究了G4配体的新亚型，因为细胞膜通透性的问题使得很难将化合物掺入活细胞中。吡啶酮五进入者的合成是根据已知方法实现的，尽管它们在其中一种衍生物中弱，但他们发现G4稳定潜力。对于铂二络合物，通过研究胺侧链上的烷基和将卤素引入硫酸络合物本身，进行了结构活性关系。结果，G4稳定能力和细胞毒性得到了进一步提高。因此，研究了进一步的功能化，但是衍生物和细胞渗透性的溶解度差已成为一个问题。将来，我们将旨在开发可通过引入接头来提高溶解度和利用现场点击化学来研究的G4配体。