らせんねじれ角およびＨＯＭＯギャップ改変によるＤＮＡ分子ワイヤーの構築
Publicly Offered Research
| Project Area | Emergence of highly elaborated pai-space and its function |
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| Project/Area Number |
23108711
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Science and Engineering
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
川井 清彦 大阪大学, 産業科学研究所, 准教授 (50314422)
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| Project Period (FY) |
2011-04-01 – 2013-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2012)
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| Budget Amount *help |
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2012: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Fiscal Year 2011: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
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| Keywords | DNA / 分子ワイヤー / 光電荷分離 / 光電子移動 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
種々のHOMOレベルを有する、天然および修飾核酸塩基を用いて、同一鎖上の核酸塩基間のHOMOレベルギャップがDNA内ホール移動速度に与える影響を調べた。GからGのホール移動において、介在するブリッジ塩基のHOMOレベルを様々に変化しホール移動速度を測定した。ホール移動速度は、HOMOギャップの減少に伴い高速化することがわかった。また、HOMOレベルギャップを調節することにより、DNA内ホール移動速度を3桁にわたり制御可能であることが示された。このように、核酸塩基間のHOMOギャップ縮小によりDNA内ホール移動の高速化が可能であることが明らかになった。
核酸塩基のπ平面の重なりが大きいほどホール移動速度が速くなることが示唆されていた。DNAはらせんを形成する際、塩基対ごとに約35度のねじれを生じ、結果として塩基間のπスタッキング面積の減少をまねいている。修飾核酸の一つであるLocked Nucleic Acid（LNA）は、糖部位のコンフォメーションが3'-endoに固定された構造をとり、結果としてらせん角が通常のB型DNAの約35度から約26度へと減少し、πスタッキング面積が増加する。一方、LNA修飾によりDNAの構造がより剛直化することが報告されていた。DNA内ホール移動速度はLNA修飾により低下し、11塩基対をLNA置換するとホール移動速度が100倍以上減少することがわかった。次にG-C塩基対の水素結合数を減らし、核酸をより柔軟にする5-Me-2'-deoxyzebularine（B）がDNA中のホール移動速度に与える影響を調べた。シトシンをBに置換すると、ホール移動速度が20倍以上増加することがわかった。以上の結果から、DNA内をホールが移動するためにはDNAの分子運動が必須であり、DNAの柔軟化によってホール移動を高速化可能であることが示された。
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| Research Progress Status |
24年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
24年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(2 results)
Research Products
(32 results)
