Nucleic Acid-Metal Complexes: Preparation, structure analysis, characterization of metal-DNA wires and metal nanocluster-DNA complexes.

核酸-金属复合物：金属-DNA 线和金属纳米簇-DNA 复合物的制备、结构分析、表征。

• 批准号: 21H01956
• 负责人: 小野 晶
• 金额: $ 11.15万
• 依托单位: Kanagawa University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H01956/
• 关键词: metallo-base pair; DNA nanowire; nanocluster; DNA architecture; oligonucleotide; metallo base pair; Metallo-base pair; Metal nanocluster; Oligonucleotide; DNA synthesis; matallo-base pair; metal nanocluster; metallo-base pair; DNA nanowire; nanocluster; DNA architecture; oligonucleotide; metallo base pair; Metallo-base pair; Metal nanocluster; Oligonucleotide; DNA synthesis; matallo-base pair; metal nanocluster

第一に、可溶性“Ag(I)-DNAナノワイヤー”を合成したことである。即ち、緩衝液中、ドデカヌクレオチドとAg(I)イオンを混合することで、Ag(I)-DNAナノワイヤーを形成させる手法を見出した。塩基配列5’-d(CGCGCBCBCGCG)-3’ (B = 5-bromouracil)が重要であり、塩基配列を変えると、形の不揃いなAg(I)-DNA複合体が出来る。結晶構造から、このAg(I)-DNAナノワイヤーは、DNA二重鎖内部に11ヶのAg(I)イオンが連続していた。1残基短いウンデカヌクレオチド5’-d(CGCGCBCBCGC)-3’が、溶液中でAg(I)-DNAナノワイヤーを形成することを、可視・紫外、CD、NMR分光法、及び質量分析法を用いて証明した。評価の高い国際誌（Angew. Chem. Int. Ed., 2022, 61, e202204798）に掲載された。第二に、塩基部にチオカルボニル基を有するデオキシオリゴヌクレオチドを化学合成し、金属イオン結合を調べた。即ち、6－チオグアニン塩基対に多様な金属イオンが結合し、DNA二重鎖を安定化することが分かった。また、塩基部にチオカルボニル基を有するRNAオリゴヌクレオチドを化学合成し、金属イオン結合を調べた。チオカルボニルを有するRNAは、対応するDNAオリゴヌクレオチドに比較して、多様な金属イオンを結合した。第三の成果は、塩基を化学修飾することで、様々な金属イオンをDNA二重鎖に導入する手 法を開発したことである。4N-カルボキシメチルシトシン（X）を含むオリゴヌクレオチドを合成し、DNA二重鎖中にX-Xペアを形成させた。Cu(II)イオン存在下、安定なX－Cu(II)－Xが形成された。X－Cu(II)－Xは平行型二重鎖を安定化した。

首先，它是可溶性“ Ag（i）-DNA纳米线”的合成。也就是说，我们通过在缓冲溶液中将Dodeca核苷酸和Ag（I）离子混合，发现了一种形成Ag（i）-DNA纳米线的技术。基本序列5'-D（CGCGCBCBCBCGCG）-3'（b = 5-溴拉西）很重要，当更改碱基序列时，形成具有不规则形状的Ag（i）-DNA复合物。从晶体结构中，在该Ag（I）纳米线的DNA双链体内部连续11个Ag（I）离子。使用可见的和紫外线，CD，NMR光谱镜检查和质谱法证明了单剩余的短核苷酸5'-D（CGCGCBCBCBCGC）-3'形成的Ag（I）-DNA纳米线。它发表在备受赞誉的国际杂志上（Angew。Chem。Int。Int。，2022，61，E202204798）。其次，对碱基的硫代核苷酸固醇在碱基上进行化学合成，并检查了金属离子键。也就是说，发现各种金属离子与6-硫代氨基碱基对结合并稳定DNA双链体。此外，将具有硫代骨偶氮酰基的RNA寡核苷酸化学合成以研究金属离子键。与相应的DNA寡核苷酸相比，携带硫代骨的RNA结合了多种金属离子。第三个成就是开发一种方法，该方法是通过化学修饰碱来将各种金属离子引入DNA双链体。合成含有4N-羧甲基胞嘧啶（X）的寡核苷酸，合成在DNA双链体中形成X-X对。在Cu（II）离子存在下形成稳定的X-Cu（II）-X。 X-Cu（II）-X稳定了平行的双链体。