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新しい核酸結合試薬の創製とDNA損傷のバイオイメージング

Research Project

Project/Area Number 19655022
Research Category

Grant-in-Aid for Exploratory Research

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Analytical chemistry
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

西澤 精一  Tohoku University, 大学院・理学研究科, 准教授 (40281969)

Project Period (FY) 2007 – 2008
Project Status Completed (Fiscal Year 2008)
Budget Amount *help
¥3,400,000 (Direct Cost: ¥3,400,000)
Fiscal Year 2008: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,300,000)
Fiscal Year 2007: ¥2,100,000 (Direct Cost: ¥2,100,000)
KeywordsDNA損傷 / 検出 / 核酸 / 脱塩基部位 / 低分子リガンド / 相互作用 / 蛍光 / 表面共鳴プラズモン / 分析試薬 / リガンド
Research Abstract

本研究は, 蛍光性DNA結合試薬(リガンド)を利用するDNA損傷検出法の開発を目的とする。具体的には, DNA損傷修復過程の中間体として, あるいは塩基損傷に誘起される二重らせん構造の歪みにより生成する(疑似)脱塩基部位を, DNA損傷のマーカーとして「蛍光性リガンドにより検出すること」を試みる。平成20年度は, (1) チミン欠損を検出しうる蛍光性リガンドの開発を達成するとともに, (2) DNA損傷検出表面プラズモン共鳴(Surface Plasmon Resonance, SPR)センサーを開発した。
(1) チミン欠損を標的とする場合, 対面塩基となるアデニンに対する結合リガンドを開発する必要があるが, アデニンとはワトソン・クリック型の塩基対として二点水素結合形成のみが可能であるため、アデニンに対する結合選択性と高親和力を発現させることが困難な状況にあった。ここでは, 種々の化合物をスクリーニングした結果, アデニンへの二点水素結合形成部位を有し, かつリガンドサイズを制御することで、アデニン(チミン欠損)検出リガンド(アロキサジン及びジメチルルマジン)を開発することに成功した。
(2) 一方, 1, 8-ナフチリジン誘導体やプテリジン誘導体, 3, 5-ジアミノピラジン誘導体を新規合成し, これらを感応素子として利用することで, 高感度・高選択的なDNA損傷検出SPRセンサーを開発した。ここでは, 核酸塩基認識プローブ(DNA結合リガンド)を金基板チップ上に配列・固定化したセンサー(フローセル型)を開発したもので, グアニン欠損及びシトシン欠損, アデニン欠損を検出することが可能である。いずれのセンサーも, 標的欠損含有DNAに対してほぼ特異的なSPR応答を示し, また, 蛍光法と比較してより低濃度のDNA解析に適用可能である。

Report

(2 results)
  • 2008 Annual Research Report
  • 2007 Annual Research Report
  • Research Products

    (23 results)

All 2009 2008 2007

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 4 results) Presentation (18 results)

  • [Journal Article] Influence of substituent modifications on the binding of 2-amino-1, 8-naphthyridines to cytosine opposite an AP site in DNA duplexes : Thermodynamic characterization2009

    • Author(s)
      Yusuke Sato, Seiichi Nishizawa, Keitaro Yoshimoto, Takehiro Seino, Toshiki Ichihashi, KotaroMorita. Norio Teramae
    • Journal Title

      Nucleic Acids Res 57

      Pages: 1411-1422

    • Related Report
      2008 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 6, 7-Dimethyl lumazine as a potential ligand for selective recognition of adenine opposite abasic sites in DNA duplexes2008

    • Author(s)
      Zhigiang Ye, Burki Rajendar, Dai Qing, Seiichi Nishizawa, Norio Teramae
    • Journal Title

      Chem. Commun 2008

      Pages: 6588-6590

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      2008 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A surface plasmon resonance sensor based on 3, 5-diarninopyrazine with a high selectivity for thymine in AP site-containing DNA duplex2008

    • Author(s)
      Sara Miura, Katsuya Ono, MiwaWatanabe, Seiichi Nishizawa, Norio Teramae
    • Journal Title

      Nucleic Acids Symp. Ser 52

      Pages: 123-124

    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Journal Article] A Pyrazine-based Fluorescence-enhancing Ligand with a High Selectivity for Thymine in AP Site-containing DNA Duplexes2008

    • Author(s)
      C. Zhao, A. Rajendram, Q. Dai, S. Nishizawa, N. Teramae
    • Journal Title

      Anal. Sci 24

      Pages: 693-695

    • Related Report
      2008 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Fluorescence and electrochemical detection of pyrimidine/purine transversion by a ferrocenyl aminonaphthyridine derivative2008

    • Author(s)
      Kotaro Morita, Yusuke Sato, Takehiro Seino, Seiichi Nishizawa and Norio Teramae
    • Journal Title

      Org. Biomol. Chem. 6

      Pages: 266-268

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  • [Presentation] 高選択的核酸塩基認識能を有するSPRセンサーの開発2008

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      三浦更、小野雄也、鈴木晃功、西澤精一、春前紀夫
    • Organizer
      みちのく分析科学シンポジウム2008
    • Place of Presentation
      東北大学工学部青葉記念会館
    • Year and Date
      2008-07-19
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  • [Presentation] DNA二重鎖/リガンド相互作用解析と分析化学的応用2008

    • Author(s)
      西澤精一
    • Organizer
      「分離機能とセンシング機能の化学」セミナー2008
    • Place of Presentation
      東北大学金属材料研究所
    • Year and Date
      2008-03-22
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      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] A surface plasmon resonance sensor based on 3, 5-diaminopyrazine with a high selectivity for thymine in AP site-containing DNA duplex2008

    • Author(s)
      Sara Miura, Katsuya Ono, MiwaWatanabe, Seiichi Nishizawa, Norio Teramae
    • Organizer
      The Joint Symposium of 18th International Roundtable on Nucleosides, Nucleotides and Nucleic Acids (IRTXVIII) and 35th International Symposium on Nucleic Acids Chemistry (SNAC)
    • Place of Presentation
      京都大学百周年時計台記念館
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      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] DNA二重鎖/有機リガンド相互作用解析と一塩基多型検出への応用2008

    • Author(s)
      西澤精一
    • Organizer
      日本分析化学会第57年会
    • Place of Presentation
      福岡大学
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  • [Presentation] 表面プラズモン共鳴法による核酸/リガンド相互作用解析と遺伝子分析への応用2008

    • Author(s)
      三浦更、小野雄也、西澤精一、寺前紀夫
    • Organizer
      第3回バイオ関連化学合同シンポジウム2008
    • Place of Presentation
      東京工業大学すずかけ台キヤンパス
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      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] Characterization of the ligand-DNA interaction for analytical applications2008

    • Author(s)
      Seiichi Nishizawa
    • Organizer
      Global COE and IREMC Symposium on Functional Magterials and Analytical Approaches for Molecular Complex Chemistry
    • Place of Presentation
      東北大学工学部青葉記念会館
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      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] Gene detection by surface plasmon resonance sensors based on hydrogen bond-forming small ligands2008

    • Author(s)
      Sara Miura, Katsuya Ono, Aldnori Suzuki, Seiichi Nishizawa, Norio Teramae
    • Organizer
      The Annual Meeting of the Spectroscopical Society of Japan
    • Place of Presentation
      東北大学多元物質科学研究所
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      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] Experimental and Theoretical Investigation on the Interaction of DNA-Small Molecule at an Abasic Site2008

    • Author(s)
      A. Rajendran, S. Nishizawa, Y. Sato and N. Teramae
    • Organizer
      The 1st International Symposium on "International Center of Research & Education for Molecular Complex Chemistry (IREMC)
    • Place of Presentation
      Katahira Sakura Hall, Tohoku University
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      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] Substituent Effects on Binding between Nucleobases and 2-Amino-1, 8-naphthyridine Derivatives in Abasic Sites2008

    • Author(s)
      T. Seino, S. Nishizawa and N. Teramae
    • Organizer
      The 1st International Symposium on "International Center of Research & Education for Molecular Complex Chemistry (IREMC)
    • Place of Presentation
      Katahira Sakura Hall, Tohoku University
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      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] DNA脱塩基部位における水素結合性リガンドの核酸塩基認識とその分析化学的応用2007

    • Author(s)
      清野丈博
    • Organizer
      東北分析化学奨励賞受賞講演
    • Place of Presentation
      東北大学主学部化学バイオ系
    • Year and Date
      2007-12-15
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] 有機低分子リガンドによる核酸塩基認識と一塩基多型検出2007

    • Author(s)
      西澤精一
    • Organizer
      第13回生物機能高分子専攻セミナー
    • Place of Presentation
      北海道大学大学院工学研究科
    • Year and Date
      2007-11-30
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] 脱塩基部位含有DNA/ナフチリジン誘導体の相互作用解析:置換基効果2007

    • Author(s)
      清野丈博、西澤精一、寺前紀夫
    • Organizer
      みちのく分析科学シンポジウム2007
    • Place of Presentation
      東北大学土学部青葉山記念会館
    • Year and Date
      2007-07-27
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      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] プテリジン誘導体の合成と脱塩基部位含有DNAとの相互作用解析2007

    • Author(s)
      鈴木晃功、佐竹弘行、西澤精一、寺前紀夫
    • Organizer
      みちのく分析科学シンポジウム2007
    • Place of Presentation
      東北大学土学部青葉山記念会館
    • Year and Date
      2007-07-27
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] 有機低分子化合物による核酸塩基認識と一塩基多型検出2007

    • Author(s)
      西澤精一
    • Organizer
      多元研講演会「核酸医薬への展開を目指した人工核酸の新しいサイエンス」
    • Place of Presentation
      東北大学多元物質科学研究所
    • Year and Date
      2007-05-18
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] DNA脱塩基部位/ナフチリジン誘導体の相互作用における置換基効果2007

    • Author(s)
      清野丈博、西澤精一、寺前紀夫
    • Organizer
      日本分析化学会第56回年会
    • Place of Presentation
      徳島大学工学部
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      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] Interaction of nucleobase-small molecule at an abasic site: Experimental and theoretical investigation2007

    • Author(s)
      A. Rajendran, S. Nishizawa, Y. Sato and N. Teramae
    • Organizer
      Asia Science Forum
    • Place of Presentation
      Sendai International Center
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      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] Thermodynamic characterization of the binding of naphthyrdes to cytosineat the AP site2007

    • Author(s)
      Y. Sato, T. Seino, S. Nisluzawa and N. Teramae
    • Organizer
      Colloquium Spectroscopicum Internationale XXXV'(35 th CSI)
    • Place of Presentation
      Xiamen, China
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      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] Substituent Effects on the Nucleobase Recognition of 2-Amino-1, 8-naphthyridine Derivatives in Abasic Sites2007

    • Author(s)
      T. Seino, S. Nishizawa and N. Teramae
    • Organizer
      Colloquium Spectroscopicum Internationale XXXV' (35 th CSI)
    • Place of Presentation
      Xiamen, China
    • Related Report
      2007 Annual Research Report

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Published: 2007-04-01   Modified: 2016-04-21  

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