異常に長い繰り返し配列のDNA上に金属イオンを解して自己集積する分子の開発

开发通过金属离子在异常长的重复 DNA 序列上自组装的分子

• 批准号: 20659003
• 负责人: 佐々木 茂貴
• 金额: $ 2.11万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
• 财政年份: 2008
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2008 至 2009
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-20659003/
• 关键词: 繰り返しDNA配列; ヘキスト; マイナーグループ結合; 金属錯体; 協奏的結合; マイナーグルーブ結合

目的:遺伝子異常のなかで、異常に長い繰り返しDNA配列が関連している疾患が知られており、対応が困難な遺伝子標的として残されている。本研究では、DNA結合部位と金属結合部位を併せ持つリガンドを用いて金属を介して自己集積させることによって、繰り返しDNA配列の認識を目指す。結果:マグネシウムイオンとの錯体形成を介して、繰り返し配列のDNA上に集積することを期待し、アントラセノン骨格を基本に新たな錯体形成部位としてジオール基を含む新しいリガンドを設計した。平成21年度は、アントラセノン骨格に結合しているアルキル鎖がエチル基(Et-ligand)、ブチル基(Bu-ligand)およびヘキシル基(Hx-ligand)のものを合成し、ジオール基はトリエチレングリコールの末端に導入した。(1) メタノール中でのMg(II)との錯体形成定数(Ks)を求めたところ、リガンド:Mg(ID=2:1錯体を形成し、Ks=8.2 x10^2(ET-ligand), Ks=3.1 x10^3(Bu-ligand), Ks=3.8 x10^3(Hx-ligand)、であった。リガンドの水溶性を考慮するとアルキル鎖はブチル基が相応しいものと判断された。(2) ESI-MSにより錯体形成における金属の選択性とリガンド金属比を求めたところ、Mg(II)に対して選択的に2量体が形成されることが分かった。またCo(II)共存下では多量体の形成が示唆されたが、錯体の明確な成分比は求めることができなかった。(3) 2本鎖DNAとの結合をエチジウムブロマイド競合実験により評価したところ、ブチル体リガンドとヘキシル体リガンドがほぼ同程度の錯体形成能を示すことがわかった。以上の検討から、ジオール部分は付加的な錯体形成部位として作用していることを確認することができなかったが、DNAへの錯体形成においてはアルキル鎖の長さはブチル基が適当であることが分かった。

目的：在遗传异常中，已知疾病与异常长的重复 DNA 序列有关，并且它们仍然是难以治疗的遗传目标。在这项研究中，我们的目标是通过使用同时具有 DNA 结合位点和金属结合位点的配体通过金属自组装重复 DNA 序列来识别它们。结果：我们设计了一种基于蒽酮骨架并含有二醇基团作为新复合物形成位点的新配体，期望其通过与镁离子形成复合物而在重复DNA上积累。 2009年，我们合成了连接在乙基（Et-配体）、丁基（Bu-配体）和己基（Hx-配体）蒽酮骨架上的烷基链，并在其上引入了二醇基团三甘醇。的结束(1) 与Mg(II)在甲醇中形成络合物的络合物形成常数(Ks)被发现为配体：Mg(ID=2:1, Ks=8.2 x10^2(ET-ligand), Ks=3.1 x10 ^3(Bu-配体), Ks=3.8 x10^3(Hx-配体) 考虑到配体的水溶性，确定丁基适合作为烷基链(2)。通过ESI-MS测定了络合物形成中的金属选择性和配体金属比例，发现相对于Mg(II)选择性地形成了二聚体，虽然暗示了多聚体的形成，但络合物的组分比例可以明确。未确定（3）。当使用溴化乙锭竞争实验评估与双链DNA的结合时，发现丁基配体和己基配体表现出大致相同水平的复合物形成能力。从上述研究来看，二醇部分是额外的。虽然无法证实其作为复合物形成位点，但发现丁基适合与DNA形成复合物的烷基链长度。

项目成果

金属を介してDNA上に事故集積する低分子リガンドの効率的合成研究

通过金属在DNA上积累的小分子配体的高效合成研究

• 发表时间: 2010
• 作者: 水田昭平

金属錯体形成により2量体化しDNA結合能を示す水溶性低分子リガンドの効率的合成

高效合成水溶性低分子量配体，通过金属络合物形成二聚化并表现出 DNA 结合能力

• 发表时间: 2009
• 作者: Brazier;J. A.;Onishi I.;Sasaki S.;井福隆史;水田昭平
• 通讯作者: 水田昭平