制がん剤のアンプリファイヤーによる効果増強機構の解析と新アンプリファイヤーの開発

1992 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 04253219
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 川西 正祐 京都大学, 医学部, 講師 (10025637)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 杉山 弘 京都大学, 工学部, 助手 (50183843)
• Keywords: 制がン剤 / アンプリファィヤー / DNA切断 / ディスタマイシンA / マイナーグルーブ / デュオカルマイシンA / ネオカルジノスタチン / アクチノマイシンD

Research Abstract

DNA結合試狩ぎアンプリファイヤーとして制がん剤のDNA切断絶性を増強するかどうかを検討した。新規抗癌性抗生物質であるデュオカルマイシンA単独ではアルキル化はAまたはTが三つ以上続く配列のもっとも3'に近いアデニンで起こった。ところが、ディスタマイシンAの存在下では、グアニンのアルキル化が増大し、特に5'-(A or T)G(G or C)TG__-G-3'(アンダーラインは損傷部位を示す)の配列で顕著だった。デュオカルマイシンAやディスタマイシンAはA・Tに富む配列の狭いマイナーグルーブと結合することにより、A・Tに富む配列を認識すると考えられる。デュオカルマイシンAとディスタマイシンAが共存するとDNAのG・Cに富む配列で三者の錯体が形成され、その結果デュオカルマイシンAがアルキル化することがフットプリンティング法とHPLC product analysis法により推定された。この、相異なる二つの分子によるDNA配列の認識を"協奏的DNA認識=(Concerted DNA Recognition)"と名付けた。このような新しい分子認識の機構は新たな制がん剤の開発や制がん剤の投与法に結び付く可能性がある。
ネオカルジノスタチン単独ではチミンまたはアデニンでのDNA一本鎖切断がおこる。DNA結合試薬の影響を検討したところ、アクチノマイシンDの存在下では一本鎖切断の増強のみならず、細胞死を引き起こし易い二本鎖切断が強く誘導された。この二本鎖切断は塩基対にした2対だけずれており、二つの炭素ラジカルがそれぞれ一本鎖切断をもたらした。このDNA切断の増強作用はアクチノマイシンDの平面状のフェノキサゾン骨格がG・CにインターカレートすることによりDNAのコンフォーメーションが変化しネオカルジノスタチンがよりDNA損傷を起こし易い形で、5'-TGT__--3'(3'-A__-CA-5')に結合できるようになったためと考えられる。培養細胞中でも同様のDNA二本鎖切断の増強がもたらされることを確認した。

Research Products

• [Publications] K.Yamamoto: "Enhancement and Alteration of Bleomycin-catalyzed Site-specific DNA Cleavage by Distamycin and Some Minor Groove Binders." Biochemical and Biophysical Research Communications. 183. 292-299 (1992)
• [Publications] K.Yamamoto: "Site-Specific DNA Damage Induced by Phenylhydrazine and Phenelzine in the Presence of Cu (II)Ian or Fe(III)Camplexes:Role of Active Oxygen Species and Carbon Radicals" Chemical Research in Toxicology. 5. 440-446 (1992)
• [Publications] S.Inoue: "Caffeic Acid Causes Metal-dependent Damage to Cellnar and Isolated DNA through H2O2 Formation." Carcinogenesis. 13. 1497-1502 (1992)
• [Publications] K.Ito: "Manganese-Mediated Oxidative Damage of Cellular and Osclated DNA by Osoniazid and Related Hydrazines:Non-Fenton-Type Hydroxyl Radical Formation." Biochemistry. 31. 11606-11613 (1992)
• [Publications] K.Yamamoto: "Concerted DNA Recognition and Novel Site-specific Alkylation by Duocarmycin A with Distamycin A" Biochemistry. 32. 1059-1066 (1993)
• [Publications] K.Ito: "8-Hydroxydeoxyguanosine Formation at the 5'Site of 5'-GC-3' Sequemes in Double-stranded DNA by UV Radiation with Riboflavin." Journal of Biological Chemistry. (1993)
• [Publications] S.Kawanishi: "Active Oxygens,Lipid Peroxide and Antioxidants Vol.2" Elsevier Science Publishing Co.Inc., 4 (1992)
• [Publications] 川西 正祐: "環境と健康" HBJ出版局, 16 (1993)