ビラジカル構造を持つDNA切断試剤の開発

双自由基结构DNA切割试剂的研制

基本信息

批准号：
09878121
负责人：
新海征治
金额：
$ 1.22万
依托单位：
Kyushu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
1997
资助国家：
日本
起止时间：
1997 至 1998
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-09878121/
关键词：
ビラジカル DAN 切断ボロン酸ピレン DNA

项目摘要

1-ピレニルボロン酸がDNAにインターカレートし,可視光照射下でラジカル機構でDNAの一本鎖を切断することをすでに見いだしている。そこで,エンジイン型抗がん抗生物質エスベラミシンの作用メカニズムと同様のビラジカル構造を可視光照射で生成すると期待される芳香族ジボロン酸の分子設計を行った。1-ピレニルボロン酸が可視光照射下でラジカル機構でDNAの一本鎖を切断することをすでに見いだしていることから,まずジボロン酸修飾ピレンの分子設計を行った。効率良くビラジカルを発生させるために対称的な位置にボロン酸を導入することを念頭におき,1位および6位にボロン酸を導入することにし、合成を行った。1,6-ピレニルボロン酸は,supercoilcddoublestrandcircularDNAplamidC0lEl(colDNA)に1-ピレニルボロン酸より強く結合した(Scatchardplotより求めた結合定数は, 1に対して1.6×10^6M^<-1>,l-ピレニルボロン酸に対して1.3×10^5M^<-1>)。次に水-アセトニトリル混合溶媒中において光による分解反応をコントロール実験として行ったところ,ピレンが65.3%の収率で生成した。colDNA(1×10^<-6>M)を含む水溶液中に化合物1(5×10^<-6>M)を加え30℃で光切断反応を種々の条件下で行ったところ以下のことが明かとなった。(1)暗所では全くDNA切断反応が進行しないこと、(2)光照射下ではFormIからFormIIあるいはFormIIIへと変換された、(3)一重項酸素トラップ剤であるNaN,は全く影響を与えない、(4)ラジカル阻害剤であるTEMPO存在下では、切断活性が39%に減少した。ただし、TEMPOは化合物の励起状態に影響を与えない、(5)ボロン酸と相互作用するD-frLuctose存在下では、反応が進行しない(これは錯形成に伴いボロン酸がボロネートアニオンに変換されるため)。以上の結果は、DNAの切断機構がラジカルメカニズムであることを示している。モノボロン酸化合物との比較から、化合物1は、FormIII/FormII比がモノボロン酸より大きく、ビラジカルメカニズムでDNAを切断することが示唆された。

已经发现1-芘基硼酸在可见光照射下通过自由基机制插入DNA并切割DNA单链。因此，我们设计了芳香二硼酸分子，预计在可见光照射下会产生类似于烯二炔抗癌抗生素依维霉素作用机制的双自由基结构。由于已经发现1-芘基硼酸在可见光照射下可以通过自由基机制裂解单链DNA，因此我们首先设计了二硼酸修饰的芘分子。考虑到在对称位置引入硼酸以有效生成双自由基，我们决定在第 1 和第 6 位引入硼酸并进行合成。 1,6-芘基硼酸与超螺旋双链环状DNA质粒C0lEl(colDNA)的结合比1-芘基硼酸更强（通过斯卡查德图确定的结合常数为1.6×10^6M^<-1>；1.3×10^5M^<-1 >）。接下来，作为对照实验，在水和乙腈的混合溶剂中进行光解反应，以65.3％的收率生成芘。当将化合物1(5×10 ^ -6 M)添加至含有colDNA(1×10 ^ -6 M)的水溶液中并在30℃下在各种条件下进行光裂解反应时，如下观察结果就很清楚了。 (1)DNA裂解反应在黑暗中根本不进行，(2)在光照射下I型转化为II型或III型，(3)单线态氧捕获剂NaN完全没有作用(。 4) 在自由基抑制剂TEMPO存在下，裂解活性降低至39%。然而，TEMPO 不会影响化合物的激发态 (5) 在与硼酸相互作用的 D-frLuctose 存在下，反应不会进行（这是因为硼酸由于络合物的形成而转化为硼酸根阴离子。））。上述结果表明DNA切割机制是一种激进机制。与单硼酸化合物的比较表明，化合物1具有比单硼酸更大的III型/II型比率，这表明它通过双自由基机制切割DNA。