曲がるDNAを用いた信号変換素子の構築と分析化学的応用

使用可弯曲 DNA 构建信号转换元件和分析化学应用

基本信息

批准号：
17655036
负责人：
井原敏博
金额：
$ 2.11万
依托单位：
Kumamoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2007
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-17655036/
关键词：
DNAコンジュゲ-トアロステリック制御金属錯体融解実験機能性核酸三本鎖DNA ターピリジン遺伝子診断 DNAコンジュゲート DNAコンジュケート金属配位性アミダイト試薬高次構造制御熱的安定性オリゴヌクレオチド

项目摘要

terpyridine(terpy)は適当な金属イオンとの結合によりそのコンフォメーションが変化し、構造の自由度が著しく制限される。本研究では、terpyを基体とするアミダイト試薬を合成した。これを利用すると骨格中にterpyを組み込んだ、DNA、およびRNAを自動合成装置内で容易に合成することができる。オリゴデオキシヌクレオチド骨格中にterpyを組み込んだ幾つかのDNAコンジュゲート合成した。このコンジュゲートの二本鎖形成、および三本鎖形成に及ぼす金属イオンの効果を検討した。二本鎖中にterpyを導入した場合には金属イオン、特にNi^<2+>共存下、二本鎖構造が大きく安定化することが確認された。金属イオンとの錯生成により、terpyがより固い構造となり、エントロピー的に安定化した結果と考えられる。一方、三本鎖形成に関してはパラレルモチーフの2つのピリミジン鎖を結ぶループ部位にterpyを導入したものについて検討した。興味深いことに、この系では金属イオンにより三本鎖が著しく不安定化することが明らかになった。すなわち、Cu^<2+>共存下、融解温度にして約14℃、結合定数にして1/1000の不安定化であった。コンピュータシミュレーションなどの構造解析の結果、用いたterpy骨格はそのトランス状態でリンカーを含めた長さが三本鎖の直径とほぼ等しく、また芳香族のスタッキングの効果も加わって理想的なループとして振る舞うが、金属イオンとの錯生成によりcis型となり全体の長さが4-5Å短くなることがわかった。錯生成によりループ近傍の構造には歪みが誘起され、塩基間の水素結合、スタッキングを著しく乱すためであろうと考えている。同じ構造でありながら導入する箇所の違いにより構造の安定性を高めたり低めたりすることが可能であることがわかり、これは今後の機能性核酸への導入に向けて非常に貴重な知見となる。

三联吡啶（terpy）在与适当的金属离子结合后会改变其构象，并且其结构自由度受到显着限制。在这项研究中，我们合成了基于三联苯的amidite试剂。利用该技术，可以在自动合成仪中轻松合成骨架中含有三萜的 DNA 和 RNA。合成了几种将三联苯掺入寡脱氧核苷酸主链的DNA缀合物。研究了金属离子对该缀合物的双链和三链形成的影响。已证实，当将三萜引入双链中时，双链结构在金属离子、特别是Ni 2+ 的共存下得到极大的稳定。这被认为是由于与金属离子形成络合物而使萜烯变得更加刚性和熵稳定的结果。另一方面，关于三链形成，我们研究了将三萜引入连接平行基序中的两个嘧啶链的环位点。有趣的是，发现金属离子会显着破坏该系统中三链的稳定性。换句话说，在Cu 2+ 存在下，熔化温度约为14℃并且结合常数不稳定1/1000。计算机模拟等结构分析结果表明，反式状态下使用的包含连接基的三元骨架的长度几乎等于三链的直径，加上芳香堆积的效应，其表现为然而，由于与金属离子形成络合物，它变成了顺式，并且总长度缩短了 4-5 Å。我们认为这是因为由于复合物的形成而在环附近的结构中引起变形，这显着破坏了碱基之间的氢键和堆积。发现即使结构相同，也可以通过改变导入位点来增加或降低结构的稳定性，这对于将来导入功能性核酸来说是极其有价值的知识。

项目成果

期刊论文数量（14）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Metal Ion-Directed Cooperative DNA Labeling and Its Application to Colorimetric SNP Genotyping

金属离子定向协同 DNA 标记及其在比色 SNP 基因分型中的应用

DOI：
发表时间：
2007
期刊：
影响因子：
0
作者：
Pelin Arslan;Toshihiro Ihara;Yusuke Kitamura;Yusuke Kitamura;Toshihiro Ihara;Toshihiro Ihara;Toshihiro Ihara;Yusuke Kitamura;Yusuke Kitamura;Toshihiro Ihara;Toshihiro Ihara;今村隆亮;井原敏博;Toshihiro Ihara
通讯作者：
Toshihiro Ihara

The effect of local structural disruption on the yield of photochemical ligation between anthracene-oligonucleotide conjugates

局部结构破坏对蒽-寡核苷酸缀合物之间光化学连接产率的影响

DOI：
发表时间：
2008
期刊：
Analytical Sciences 24
影响因子：
0
作者：
Pelin Arslan
通讯作者：
Pelin Arslan

Asymmetric Cooperativity in Tandem Hybridization of Enantiomeric Metal Complex-Tethered Short Fluorescent DNA Probe

对映体金属配合物系链短荧光 DNA 探针串联杂交中的不对称协同性

DOI：
发表时间：
2005
期刊：
Chemical Communications
影响因子：
4.9
作者：
Pelin Arslan;Toshihiro Ihara;Yusuke Kitamura;Yusuke Kitamura;Toshihiro Ihara;Toshihiro Ihara;Toshihiro Ihara;Yusuke Kitamura
通讯作者：
Yusuke Kitamura

Colorimetric Allele Analysis Based on the DNA-directed Cooperative Formation of Luminous Lanthanide Complexes

基于 DNA 指导协同形成发光稀土配合物的比色等位基因分析

DOI：
发表时间：
2006
期刊：
Nucleic Acids Symposium Series 50
影响因子：
0
作者：
Pelin Arslan;Toshihiro Ihara;Yusuke Kitamura;Yusuke Kitamura
通讯作者：
Yusuke Kitamura

Photochemical Ligation between Anthracene-DNA Conjugates and Its Analytical Application to Gene Analysis

蒽-DNA 缀合物之间的光化学连接及其在基因分析中的应用

DOI：
发表时间：
2005
期刊：
Nucleic Acids Symposium Series 49
影响因子：
0
作者：
Pelin Arslan;Toshihiro Ihara;Yusuke Kitamura;Yusuke Kitamura;Toshihiro Ihara;Toshihiro Ihara;Toshihiro Ihara;Yusuke Kitamura;Yusuke Kitamura;Toshihiro Ihara
通讯作者：
Toshihiro Ihara