1998 Fiscal Year Annual Research Report
遺伝子発現に関与する核酸の特異構造と金属イオンの役割
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10129228
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| Research Institution | Konan University |
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Principal Investigator |
杉本 直己 甲南大学, 理学部, 教授 (60206430)
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| Keywords | RNA / リボザイム / 金属イオン / デオキシリボザイム / DNA / 機能性材料 / 遺伝子診断 / 反応メカニズム |
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| Research Abstract |
本研究では、リボザイムのダウンサイジングを目的として、これまでに、Pb^<2+>イオンによってRNAの非塩基対部位を特異的に切断する小型リボザイムの開発に成功している。
本年度は、さらに安定で反応効率のよいリボザイムを開発することを試みた。その結果、ヌクレアーゼ耐性を有するある種のDNAにリボザイム活性(部位特異的RNA切断活性)があることを見出した。具体的には、in vitro selectionの手法を用いて見出された、RNA(rAGGGACA・UGCCAGGC)を特異的に切断する基本型デオキシリボザイム(dGCCTGGCA-G_1G_2C_3T_4A_5G_6C_7T_8A_9C_<10>A_<11>A_<12>C_<13>G_<14>A_<15>GCCCT)とその変異型デオキシリボザイムを対象にして、RNA切断活性に対するデオキシリボザイムの活性部位の塩基配列及び金属イオンの影響について詳細に検討した。その結果、基本型デオキシリボザイムは、Mn^<2+>、Mg^<2+>、Ca^<2+>の金属イオン存在下で基質RNAをrApU間で一箇所切断すること、Ca^<2+>イオン存在下ではそのRNA切断反応のk_<cat>/K_mの値が1.3エ10^7M^<-1>min^<-1>であること、活性部位のループの配列がdG_1G_2C_3T_4A_9C_<10>A_<11>A_<12>C_<13>G_<14>A_<15>である変異型デオキシリボザイムの場合、k_<cat>/K_mの値が1.7エ10^7M^<-1>min^<-1>となり、基本型デオキシリボザイムと同程度の値を示すことなどが明らかになった。また、野生型デオキシリボザイムと同じ活性部位の鎖長をもつがabasic部位を含む変異型デオキシリボザイム(G_1G_2C_3T_4XXXXA_9C_<10>A_<11>A_<12>C_<13>G_<14>A_<15>;Xはabasicヌクレオチド)の場合、k_<cat>/K_mの値が0.44エ10^7M^<-1>min^<-1>と小さくなることも見出された。
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[Publications] Naoki Sugimoto: "Effect of Cu^<2+> on the Complex Formation between a Deoxyribozyme and its Substrates" Nucleosides & Nucleotides. 17. 565-574 (1998)
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[Publications] Junji Kawakami: "In Vitro Selection of Aptamers that Recognize a Monosaccharide" Analytica Chimica Acta. 365. 95-100 (1998)
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[Publications] Naoki Sugimoto: "Reaction Field for Efficient Porphyrin Metallation Catalysis Produced by Self-assembly of a Short DNA Oligonucleotide" Chemical Communications. 1533-1535 (1998)
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[Publications] Shu-ichi Nakano: "Single-stranded DNA Recognitionof a 24-mer Peptide Derived from RecA Protein" Bulletin of the Chemical Society of Japan. 71. 2205-2210 (1998)
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[Publications] Naoki Sugimoto: "Effect of Cation Concentration on Duplex Stability of Nucleic Acids with Unnatural Base Pairs" Nucleic Acids Res.,Symp.Series. 39. 121-122 (1998)
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[Publications] Tatsuo Ohmichi: "Effect of Substrate RNA Sequence on the Cleavage Reaction by a Short Ribozyme" Nucleic Acids Res. 26. 5655-5661 (1998)
