高効率結合生成反応を利用した人工核酸の開発

利用高效成键反应开发人工核酸

基本信息

批准号：
06F06777
负责人：
中村栄一
金额：
$ 1.47万
依托单位：
The University of Tokyo
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-06F06777/
关键词：
人工核酸ヌクレオシド大量合成伸長反応クリック化学

项目摘要

本研究は、新規人工核酸の開発に関わるものであり、我々が手がけている核酸複合体の研究をGuillot氏の生物科学的バックグラウンドを活用して大きく展開するものである。人工核酸は、核酸のミミックとしての機能のみならず、最近では材料化学やナノ科学の分野でも活用されている。本研究では、各種核酸塩基部位を有するヌクレオシド類縁体の多量化反応に、Sharpless教授の精力的な研究によって近年目覚ましい発展を遂げている「Click Chemistry(クリック化学)」という精密有機合成手法を持ち込むことで、柔軟性が高く、応用性の広い人工核酸の創製を目指す。昨年度において、チミンを核酸塩基として有する人工ヌクレオシドの大量合成法を確立し、数グラム単位での単量体供給を可能にした。そこで本年度は、核酸配列の多様性を実現すべく、チミン以外の塩基、アデニン、グアニン、シトシンを導入した人工ヌクレオシドの設計および合成を検討した。種々の検討の結果、トランスグリコシル化を鍵反応とした合成ルートを開発し、アデニン型およびグアニン型単量体の合成に成功した、シトシン型単量体についても一段階の反応を残して合成ルートの確立を実現している。また、チミン型およびアデニン型単量体についてx線結晶構造解析に成功し、核酸塩基結合部位の絶対配置を確認した。これらの成果により、種々の塩基配列を持つ人工核酸多量体の合成に向けての基盤を確立するに至った。本研究成果は既に国際学術誌に投稿済であり、現在査読中である。

这项研究与新型人工核酸的开发相关，将利用Guillot先生的生物科学背景极大地拓展我们对核酸复合物的研究。人工核酸不仅用作核酸模拟物，而且还用于材料化学和纳米科学领域。在本研究中，我们将介绍一种称为“点击化学”的精密有机合成方法，该方法近年来通过夏普莱斯教授的大力研究取得了显着进展，旨在创建具有各种核碱基部分的核苷类似物的多聚反应。人工核酸具有高度的灵活性和广泛的适用性。去年，我们建立了以胸腺嘧啶为核碱基的人工核苷的大规模合成方法，使得以数克为单位的单体供应成为可能。因此，今年，为了实现核酸序列的多样性，我们研究了掺入胸腺嘧啶以外的碱基（如腺嘌呤、鸟嘌呤和胞嘧啶）的人工核苷的设计和合成。经过多方研究，我们开发出了以转糖基化为关键反应的合成路线，成功合成了腺嘌呤型和鸟嘌呤型单体。我们还开发了胞嘧啶型单体的合成路线，只留下一个反应步骤已成立。此外，我们成功地对胸腺嘧啶型和腺嘌呤型单体进行了X射线晶体结构分析，并证实了核碱基结合位点的绝对构型。这些结果为合成具有各种碱基序列的人工核酸多聚体奠定了基础。该研究结果已提交给国际学术期刊，目前正在接受同行评审。