核酸認識部位を有するポリアミノ酸誘導体の合成とその高次構造の機能に及ぼす影響

具有核酸识别位点的聚氨基酸衍生物的合成及其高阶结构对功能的影响

基本信息

批准号：
06750912
负责人：
和田健彦
金额：
$ 0.58万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1994
资助国家：
日本
起止时间：
1994 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

近年の分子生物学等の急速な発展に伴い核酸の有する多様な機能が明らかにされ、種々の方面から核酸に対する興味が高まっている。しかし天然核酸の持つリン酸ジエステル骨格は、酵素などにより速やかに分解されてしまい工業的に扱うには種々の問題を有している。これまで、核酸の機能を安定な合成高分子に付与した機能高分子(人工核酸)に注目し、種々の水溶性人工核酸を合成し報告してきた。さらにこれらの水溶性人工核酸とDNA、RNAとの相互作用等の性質および機能について一連の研究を行なってきた。しかし、これまで報告した高分子反応を用いた合成法では配列を制御し、複数種類の核酸塩基を導入することは困難であった。核酸塩基配列を有する人工核酸は相補的塩基に対する分子認識能の向上、配列依存性の核酸機能の解明、また最近注目されているアンチセンスRNA療法への応用等に不可欠であり、その合成は様々な方面から待ち望まれている。本研究はポリアミノ酸を主鎖とする人工核酸の高次構造がその機能に及ぼす影響について明らかにすることを目的としておこなわれた。昨年度、配列を制御した人工核酸の合成にアミノ酸の配列制御縮合反応を応用し、塩基配列を有する人工核酸の合成に成功したので、本研究ではヌクレオシドを有するグルタミン酸誘導体を核酸認識部位として用い、種々のアミノ酸とのオリゴアミノ酸を合成した後、ポリマー化し、α-ヘリックス構造やβ-シート構造を有する人工核酸を合成した。高次構造を有する人工核酸とDNA、RNAとの相互作用やコンホメーション変化について検討した。縮合するアミノ酸をグルタミン酸やリシリン、セリン等と変化させ側鎖部の電荷が相互作用等についても明らかにできた。

近年来，随着分子生物学的快速发展，核酸的多种功能被揭示，各个领域对核酸的兴趣日益浓厚。然而，天然核酸的磷酸二酯骨架会被酶等快速分解，在工业处理时存在各种问题。迄今为止，我们主要关注为稳定的合成聚合物提供核酸功能的功能聚合物（人工核酸），并合成并报道了各种水溶性人工核酸。此外，我们还对这些水溶性人工核酸与DNA和RNA之间相互作用的性质和功能进行了一系列研究。然而，迄今为止报道的使用聚合物反应的合成方法，很难控制序列并引入多种类型的核碱基。具有核碱基序列的人工核酸对于提高互补碱基的分子识别能力、阐明序列依赖性核酸功能以及应用于反义RNA治疗至关重要，最近引起了多方面的关注。本研究的目的是阐明以聚氨基酸为主链的人工核酸的高阶结构对其功能的影响。去年，我们将氨基酸的序列控制缩合反应应用于序列受控的人工核酸的合成中，成功合成了碱基序列的人工核酸。在这项研究中，我们使用谷氨酸与核苷的衍生物作为核酸识别位点，以及各种氨基酸合成寡聚氨基酸后，进行聚合，合成具有α螺旋结构或β折叠结构的人工核酸。我们研究了具有高阶结构的人工核酸与 DNA 和 RNA 之间的相互作用和构象变化。通过将缩合氨基酸改为谷氨酸、蓖麻青霉素、丝氨酸等，我们能够阐明侧链上电荷之间的相互作用。