金属含有DNAワイヤーの合成・金属イオンセンサーとナノワイヤーの開発を目的として

目的是合成含金属的DNA线以及开发金属离子传感器和纳米线。

基本信息

批准号：
06F06362
负责人：
小野晶
金额：
$ 1.47万
依托单位：
Kanagawa University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2006
资助国家：
日本
起止时间：
2006 至 2008
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-06F06362/
关键词：
ナノワイヤーセンサー DNA 水銀イオン銀イオン

项目摘要

修飾ピリミジン塩基を有する二本鎖DNAを用いて任意の金属イオンを選択的に検出する技術を開発する目的で、4-位アミノ基に種々の側鎖を有する2'-デオキシシチジン誘導体、4-位にアルキル基を有するピリミジン誘導体の合成研究を行った。2'-deoxyuridineを出発原料とし、定法に従って糖部水酸基保護体とした後、塩基部4位トリアゾール体へと誘導した。このものをエタノールアミンで処理して、N4-(2-ハイドロキシエチル)シチジン体とし、水酸基をリン酸トリエステルとした。また、上記のトリアゾール体をエチレンジアミンで処理し、N4-(2-アミノエチル)シチジン体としたのち、末端アミノ基を利用して2,3-ジヒドロキシ安息香酸を縮合した。これらの新規ヌクレオシド誘導体はDNA合成用のモノマーユニットへと誘導し、DNA化学合成に用いた。合成されたDNAは、定法に従って脱保護、精製し、塩基部にリン酸ジエステル基を有するDNAアナログ、ジヒドロキシベンゼン基を有するDNAアナログとした。これら修飾DNAの構造は質量分析法、及び、酵素水解により得られたヌクレオシド残基のHPLC検出により確認した。塩基部にリン酸ジエステル基を有する修飾DNAの形成する二本鎖構造(DNA duplex)の熱安定性を熱変性法により検討したところ、天然型duplexに比較して熱安定性が低下した。この不安定化は、リン酸ジエステル基の負電荷の反発によるものと考えられる。金属イオン存在下では、金属イオンの正電荷によりリン酸ジエステルの負電荷の反発が解消され、duplexの熱安定性が向上すると期待した。種々の金属イオンを添加して熱変性実験を遂行したが、duplexを大きく安定化する金属イオンを見出すには至っていない。一方、4-メチルピリミドンとリボースのカップリングにより4-メチルピリミジンヌクレオシドとし、さらに2'-水酸基を還元的に除去して2'-デオキシ体とした。現在、メチル基のカルボン酸への酸化、さらに種々の官能基への誘導を検討している。

为了开发一种使用具有改性嘧啶碱基的双链DNA选择性检测任何金属离子的技术，对在4位氨基氨基组的2'-脱氧辛丁定衍生物进行了合成研究，并在4位氨基组和具有4个位置的烷基基团的2'-脱氧辛丁苷衍生物上进行了研究。 2'-脱氧尿苷被用作起始材料，根据标准方法，使用糖羟基保护剂后，基本位置4处诱导的三唑形式。该产物用乙醇胺处理以形成N4-（2-羟基乙基）胞苷，并将其类似于羟基类别。此外，将上述三唑用乙二胺治疗，形成N4-（2-氨基乙基）胞苷，然后使用末端氨基组凝结2,3-二羟基苯甲酸。这些新型的核苷衍生物针对单体单位进行DNA合成，并用于DNA化学合成。根据标准方法对合成的DNA进行了抛弃和纯化，并将其制成具有碱基上的磷酸二酯基的DNA模拟和具有二羟基苯基基团的DNA模拟组。通过质谱法和HPLC检测通过酶水解获得的核苷残基证实了这些修饰的DNA的结构。通过热倾向方法研究了由具有磷酸盐二烯基团的修饰DNA形成的双链结构（DNA双链体）的热稳定性，与天然双链体的热稳定性相比，热稳定性降低了。这种不稳定被认为是由于磷酸盐二酯组负电荷的排斥。在存在金属离子的情况下，金属离子的阳性电荷消除了磷酸盐二酯负电荷的排斥，并且可以预期双链体的热稳定性会改善。尽管添加了各种金属离子以进行热变性实验，但未发现金属离子可以显着稳定双链体。同时，将4-甲基吡啶酮和核糖耦合到4-甲基吡啶胺核苷，并进一步降低2'-羟基以去除至2'-脱氧。当前，正在研究甲基对羧酸的氧化，并正在研究向各种官能团的进一步衍生化。