一本鎖DNAをテンプレートにした金属錯体の機能的集積化

以单链DNA为模板的金属配合物的功能整合

• 批准号: 13031018
• 负责人: 塩谷 光彦
• 金额: $ 1.15万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
• 财政年份: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 2002
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13031018/
• 关键词: DNA; 集積型金属錯体; 鋳型合成; 核酸塩基; X線構造解析; 亜鉛錯体

本研究は、金属イオン誘起型人工DNAを用いて、鋳型DNAの分子情報を転写する手法を確立し、新しい分子情報伝達システムを創出することを目的としている。具体的には、一つの核酸塩基と二つの金属配位部分を有する四つのビルディングブロックが金属錯形成により主鎖を形成するような人工DNAを合成した。4種類の天然型核酸塩基のいずれか一つと二つの金属結合部位を分子内にもつ4種類の構造ユニット(A, T, C, Gに対応)を数工程で合成し、これらのうちアデニン誘導体がZn^<II>イオンとの錯形成を介し、一次元鎖状構造を形成することをX線構造解析により明らかにした。このZn^<II>鎖状錯体と、チミンオリゴマーである(dT)_<70>との相互作用を融解実験で調べたところ、天然型DNAと同様に260nmの吸収に淡色効果が見られ、二本の鎖がハイブリッドしていることが示唆された。次のアプローチとして、天然型ヌクレオシドにより近い構造をもつ金属配位型人工ヌクレオシドを検討している。まず、チミジンの3'-と5'-水酸基をアミノ基、チオール基、メチルチオ基に変換したものを合成した。また、これらの合成中間体の塩基交換反応により、アデニン誘導体に変換できることも見出した。二つの置換活性な配位座をもった白金錯体やパラジウム錯体の存在下、これらが一本鎖鋳型DNA(例えば、polydA)上でどのように配列するかについて現在検討している。これらのシステムを、メッセンジャーRNAをターゲットとする新アンチセンス法や、鋳型DNAのもつ分子情報の転写などに展開する予定である。l

本研究的目的是建立一种利用金属离子诱导的人工DNA从模板DNA转录分子信息的方法，并创建一种新的分子信息传输系统。具体来说，我们合成了一种人工 DNA，其中四个构建块（每个构建块包含一个核碱基和两个金属配位部分）通过金属络合形成主链。通过几个步骤合成了四种类型的结构单元（对应于A、T、C和G），每种结构单元在分子中具有四种天然核碱基中的一种和两个金属结合位点，其中，腺嘌呤衍生物X射线结构分析表明，Zn^<II>通过与Zn^<II>离子形成络合物，形成一维链状结构。当我们利用熔解实验研究这种 Zn^<II> 链复合物与胸腺嘧啶低聚物 (dT)_<70> 之间的相互作用时，我们发现在 260 nm 的吸收中观察到了与天然 DNA 类似的减色效应有人建议这两条链是杂交的。作为下一个方法，我们正在考虑结构更接近天然核苷的金属配位人造核苷。首先，我们合成了胸苷，其3'-和5'-羟基转化为氨基、硫醇和甲硫基。我们还发现这些合成中间体可以通过碱基交换反应转化为腺嘌呤衍生物。我们目前正在研究具有两个替代活性配位位点的铂和钯配合物如何排列在单链模板DNA（例如，polydA）上。我们计划将这些系统开发成新的反义方法，以信使 RNA 和模板 DNA 中包含的分子信息转录为目标。我