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分子デザインに基づくDNA折り畳みとクロマチン調節機構の解析

Research Project

Project/Area Number 17655077
Research Category

Grant-in-Aid for Exploratory Research

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Chemistry related to living body
Research InstitutionNagoya University

Principal Investigator

村田 静昭  Nagoya University, 大学院・環境学研究科, 教授 (50157781)

Project Period (FY) 2005 – 2007
Project Status Completed (Fiscal Year 2007)
Budget Amount *help
¥3,500,000 (Direct Cost: ¥3,500,000)
Fiscal Year 2007: ¥500,000 (Direct Cost: ¥500,000)
Fiscal Year 2006: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Fiscal Year 2005: ¥2,000,000 (Direct Cost: ¥2,000,000)
KeywordsDNA折り畳み / ポリアミン / プテリジン / インターカレーション / キラル分子認識 / オリゴペプチド
Research Abstract

ヌクレオソームにおけるDNAの折り畳み現象を解明するため、溶液中でカチオン性凝縮剤を用いる長鎖DNAのコイル⇔グロビュール折り畳み相変化を用いてシミュレートする基礎研究を前年度に引き続き行った。凝縮剤の構造デザイン手法により、既に明らかにしているカチオン電荷の空間的な関係,疎水性相互作用,キラリティー,インターカレーションなどがもたらすDNA折り畳み過程の調整メカニズムに基づいて、より生物親和性の大きな物質であるプテリジン系化合物やオリゴペプチドによるDNA折り畳み活性を研究した。さらに、3価のポリアミンであるスペルミジンによるDNA折り畳みに対する、生体内に存在するナトリウムイオンやカリウムイオンなど+1価陽イオンの共存効果を研究した。結果として、プテリジン系DNA凝縮剤による強力なDNA折り畳みの機構や、分子内相分離中間体を経て折り畳まれる段階的機構、中間体を経ることなく一気に折り畳まれてしまうOn/Offスイッチ型機構の発現についての知見を得ることができた。ナトリウムイオンの存在はカリウムイオンより強くDNA折り畳みを阻害することが分った。これらの結果については既に一部論文に発表した。さらに生物親和性の大きなDNA折り畳み剤を創製するためにチロシン水酸化酵素などのタンパクと結合するプテリジンをベースにした化合物のデザインに着手した。その結果得られた成果を発表した。この他、キラリティーの違いがDNA折り畳み転移に及ぼす効果について、+2価から4価の電荷をもった様々にキラル修飾された凝縮剤を合成しその活性を調べた。一部アセチル化修飾したオリゴペプチドを使い、アセチル化がもたらすDNA折り畳み転移における効果を調べる研究に着手した。これらの結果については今後得られる結果と合わせて発表する予定である。

Report

(3 results)
  • 2007 Annual Research Report
  • 2006 Annual Research Report
  • 2005 Annual Research Report
  • Research Products

    (13 results)

All 2007 2006 2005

All Journal Article (12 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] "Chemoselective Oxidation of 6-Hydroxyalkylpteridine and Its Application to Synthesis of 6-Acyl-7, 8-dihydropteridine."2007

    • Author(s)
      S. S. Landge, K. Kudoh, Y. Yamada, and S. Murata
    • Journal Title

      Heterocycles 71

      Pages: 911-918

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Difference of DNA Compaction Performed by Two Kinds of Oncopterin-Mimic Pteridine-Polyamine Conjugates.2006

    • Author(s)
      N.Chen, S.Murata
    • Journal Title

      Pteridines 17

      Pages: 1-4

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Molecular Mechanism for Pterin-Mediated Inactivation of Tyrosine Hydroxylase : Formation of Insoluble Aggregates of Tyrosine Hydroxylase.2006

    • Author(s)
      F.Urano, N.Hayashi, F.Arisaka, H.Kurita, S.Murata, H.Ichinose
    • Journal Title

      J. Biochem 139

      Pages: 625-635

    • NAID

      10018845291

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Na^+ more strongly inhibits DNA compaction by spermidine (3+) than K^+.2006

    • Author(s)
      K.Hibino, Y.Yoshikawa, S.Murata, T.Saito, A.A.Zinchenko, K.Yoshikawa
    • Journal Title

      Chem. Phys. Lett 426

      Pages: 405-409

    • NAID

      120000896364

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] A Computational Study on Stabilities of Dihydropterins.2006

    • Author(s)
      S.S.Landge, S.Murata
    • Journal Title

      Heterocycles 68

      Pages: 1705-1708

    • NAID

      40007354226

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Molecular Design of Polyamines and related Compounds for Controlled DNA Folding Transition.2006

    • Author(s)
      A.A.Zinchenko, N.Chen, S.Murata
    • Journal Title

      J. Synth. Org. Chem 64

      Pages: 1122-1130

    • NAID

      10020608742

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Weak Interaction Induces an On / Off Switch, Whereas Strong Interaction Causes Gradual Change : Folding Transition of a Long Duplex DNA Chain by Poly-L-lysine.2006

    • Author(s)
      T.Akitaya, A.Seno, T.Nakai, N.Hazemoto, S.Murata, K.Yoshikawa
    • Journal Title

      Biomacromolecule 8

      Pages: 273-278

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Specific Formation of Beads-on-a-Chain Structures on Giant DNA using a Designed Polyamine Derivative2005

    • Author(s)
      N.Chen, A.A.Zinchenko, S.Murata, K.Yoshikawa
    • Journal Title

      J.Am.Chem.Soc 127

      Pages: 10910-10916

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Drastic Change in the Tertiary Structure of Giant DNA without Distortion of the Secondary Structure Caused by Pteridine-Polyamine Conjugates2005

    • Author(s)
      N.Chen, A.A.Zinchenko, S.Murata, K.Yoshikawa
    • Journal Title

      Chem.- A Euro.J 11

      Pages: 4835-4840

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] How Does DNA Compaction Favor Chiral Selectivity with Cationic Species? Higher Selectivity with Lower Cationic2005

    • Author(s)
      A.Zinchenko, V.G.Sergeyev, V.A.Kabanov, S.Murata, K.Yoshikawa
    • Journal Title

      ChemBioChem 6

      Pages: 1419-1422

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Stereochemistry of Fully Acetylated Tetrahydropterins and Tetrahydroqunoxalines2005

    • Author(s)
      N.Chen, K.Ikemoto, S.Komatsu, S.Murata
    • Journal Title

      Heterocycles 65

      Pages: 2917-2924

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Controlling DNA Higher-Order Structural Transformation by Pteridine-Polyamine Conjugates2005

    • Author(s)
      N.Chen, S.Murata
    • Journal Title

      Chemistry and Biology of Pteridines and Folates (印刷中)

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Book] "Tetrahydrobiopterin and Related" Biologically Important Pterins.2007

    • Author(s)
      S. Murata, H. Ichinose, and F. Urano
    • Total Pages
      45
    • Publisher
      Springer (Topics in Heterocyclic Chemistry Vol. 8. Bioactive Heterocycles II)
    • Related Report
      2007 Annual Research Report

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Published: 2005-04-01   Modified: 2016-04-21  

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