シクロプロピルグアニンによるDNAホールトラップ反応の開発

• Project/Area Number: 13875176
• Research Category: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Synthetic chemistry
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 中谷 和彦 京都大学, 工学研究科, 助教授 (70237303)
• Project Period (FY): 2001
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2001)
• Budget Amount: ¥2,000,000 (Direct Cost: ¥2,000,000); Fiscal Year 2001: ¥2,000,000 (Direct Cost: ¥2,000,000)
• Keywords: 電子移動 / DNA / シクロプロピルグアニン / ラジカルカチオン

Research Abstract

近年、DNAを介する電子移動反応が、DNAの損傷、老化などの生物科学的側面からだけでなく、DNAワイヤなど、DNAを一種の「素子」として利用するという観点からも非常に注目を浴びている。我々の提案するシクロプロピルグアニンは、カチオンラジカル生成後直ちにシクロプロパン環がホモリシスしてメチレンラジカルが生成する。このシクロプロピルグアニンと、先に報告しているCNBPUを用いるホールの選択的生成システムと併用することにより、ホール移動の配列、距離依存性をESRで容易に検出できることになる。この新しいホール検出手法を確立することにより、さらに多角的かつ正確にホール移動機構を議論できる事が大いに期待された。
シクロプロピル基を用いたラジカルカチオンの迅速トラップは、Silverman等のモノアミンオキシダーゼ阻害剤の研究で詳しく調べられている。即ち、シクロプロピルアミンが一電子酸化されラジカルカチオンが生成すると、シクロプロパン環がホモリシスして、イミニウムカチオンとメチレンラジカルに分解する。実際、HPLC分析により、シクロプロパン環が開環した生成物を単離同定する事に成功した。このシクロプロパン環の開裂速度は現在まで調べられていないが、対応するシクロプロピルアミンラジカルでは、非常に早く開裂反応が進行することが知られている。シクロプロピルグアニンは、デオキシグアノシンから誘導される2-フルオロイノシンにシクロプロピルグアミンを付加させることにより合成した。実験では「ホールトラップ位置」にある塩基Xをグアニン、メチルグアニンからシクロプロピルグアニンへ変化させたときの、ホール到達位置にあるGG重なり配列でのDNA切断バンド強度の変化を求めた。その結果、シクロプロピルグアニンが迅速にホールを捕捉することにより、シクロプロピルグアニンをXとして用いた場合、GGでのDNA切断は完全に阻害される事を実証した。