生命の分子メカニズムに基づく生体高機能性化合物の設計と合成

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11470469
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 今西 武 大阪大学, 薬学研究科, 教授 (40028866)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 小比賀 聡 大阪大学, 薬学研究科, 助手 (80243252) ; 宮下 和之 大阪大学, 薬学研究科, 助教授 (10166168) ; 土井 健史 大阪大学, 薬学研究科, 教授 (00211409)
• Keywords: ヌクレオシド類縁体 / オリゴヌクレオチド / アンチセンス / ピリドキサールモデル化合物 / 非天然アミノ酸 / 化学発光 / カチオン性リポソーム / 遺伝子導入

Research Abstract

申請者らは、生命の分子メカニズムに基づく生体高機能性化合物の設計と合成を目指し、以下の4項目について検討を加えた.
【1】新規核酸類縁体2'-O,4'-C-methylene bridged nucleic acid(2',4'-BNA)の効率的合成法の確立に成功するとともに、これらBNA類をオリゴヌクレオチドへと導入し、それらBNAオリゴヌクレオチド類の標的核酸に対する結合親和性を評価した。その結果、これらBNAオリゴヌクレオチド類はこれまでに類を見ないほど優れた二重鎖及び三重鎖形成能を示すことを明らかにした。【2】金属イオン捕捉能を有するピリドキサールモデル化合物の不斉反応への応用として、光学活性ベンゼノファン及びアントラセノファン構造を有するモデル化合物を新たに設計し、その合成について検討を行った。その結果、光学分割によりこれらモデル化合物の光学活性体を効率的に合成することに成功した。【3】ルシフェリン-ルシフェラーゼ反応の分子レベルでの発光機構解明を目的とし、新たなルシフェリン類縁体としてベンゾイミダゾール及びインドール類縁体の設計と合成を行った。合成した類縁体についてルシフェラーゼを用いる生物発光能を検討した結果、N-メチルベンゾイミダゾール類縁体がルシフェリンの約1%と、これまでの複素環置換類縁体の中で最も強い発光を示すことを見い出すと共に、構造と発光の相関についても興味深い知見が得られた。【4】安全で効率の高い遺伝子導入法の開発を目指し、面対称構造を有するカチオン性脂質を合成した。これを用い調製したカチオン性リポソームの細胞への遺伝子導入効率を、非対称構造を有する類縁体と比較したところ、細胞への遺伝子導入にはカチオン性脂質の非対称性は必要無く、合成の簡便な対称性カチオン性脂質の有用性を立証した。

Research Products

• [Publications] S.Obika,W.Yu,A.Shimoyama,T.Uneda,K.Miyashita,T.Doi and T.Imanishi: "Symmetrical Cationic Triglycerides : An Efficient Synthesis and Application to Gene Transfer"Bioorg.Med.Chem.. 9・2. 245-254 (2001)
• [Publications] S.Obika,Y.Hari,T.Sugimoto,M.Sekiguchi and T.Imanishi: "Triplex-forming Enhancement with High Sequence Selectivity by Single 2'-O,4'-C-Methylene Bridged Nucleic Acid (2',4'-BNA) Modification"Tetrahedron Lett.. 41・46. 8923-8927 (2000)
• [Publications] H.Torigoe,Y.Hari,M.Sekiguchi,S.Obika and T.Imanishi: "2'-O,4'-C-Methylene Bridged Nucleic Acid Modification Promotes Pyrimidine Motif Triplex DNA Formation at Physiological pH : Thermodynamic and Kinetic Studies"J Biol.Chem.. 276・4. 2354-2360 (2001)
• [Publications] S.Obika,Y.Hari,M.Sekiguchi and T.Imanishi: "Synthesis and Triplex Forming Ability of Conformationally Locked Oligonucleotides Containing Unnatural Nucleobases : Efficient Recognition of a C・G Interruption"Nucleic Acids Symp.Ser.. 44. 131-132 (2000)
• [Publications] H.Torigoe,S.Obika and T.Imanishi: "Promotion of Triplex Formation by a Fixed N-Form Sugar Puckering : Thermodynamic and Kinetic Studies"Nucleic Acids Symp.Ser.. 44. 241-242 (2000)
• [Publications] K.Miyashita,H.Miyabe,K.Tai,H.Iwaki,T.Imanishi: "Asymmetric a-Alkylation of a-Amino Esters Using Pyridoxal Derivatives Having a Chiral Ansa-structure and a Chiral lonophore Function : a Novel Example of Double Asymmetric Induction"Tetrahedron. 56【symmetry】. 4691-4700 (2000)