2003 Fiscal Year Annual Research Report
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13132208
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| Research Institution | Konan University |
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Principal Investigator |
杉本 直己 甲南大学, 理工学部, 教授 (60206430)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
藤井 政幸 近畿大学, 九州工学部, 教授 (60199297)
松井 淳 甲南大学, 理工学部, 講師 (10264954)
川上 純司 甲南大学, 理工学部, 講師 (40289012)
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| Keywords | リボザイム / 物理化学 / 解析・評価 / モデル化 / 分子認識 / 核酸高次構造 / 二次構造予測 / 熱力学的パラメータ |
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| Research Abstract |
遺伝情報だけでなく、生体系の共有結合の連結や切断に対する触媒作用を有する核酸であるリボザイム(またはデオキシリボザイム)は、新規核酸薬剤として、病気の予防・治療において特に有用であり、バイオテクノロジー分野での実用に期待が高まっている。本研究では、用途に応じてリボザイムを自由にデザインすること、および反応機構の解明を通して効率よくRNA切断を起こすリボザイム分子を設計することを目的とした。この問題を解決するには、リボザイムやデオキシリボザイムの活性効率に密接に関係する二次構造を、デザイン通りに形成させることが最も重要である。そこで、これまで精力的に研究してきた核酸の高次構造形成に関する定量的な知見をもとに、さらに多様な設計を可能とする非天然型核酸を設計・合成し、高次構造形成への熱力学的寄与を算出した。その結果、塩基対を模倣した人工核酸塩基は、予期した通りに高い二重鎖安定化能を有していることを示すことができた。また、この人工核酸塩基をダングリングエンドに導入したときに末端構準が大きく安定化したことから、望む機能性構造の安定化を実現する新しいツールとなりうることも示唆された。さらに、人工リボザイムの設計に不可欠なRNA-DNAキメラ核酸に関しても、熱力学的な解析を行い、これらの研究成果をデオキシリボザイムによるRNA切断反応にフィードバックした。その結果、非天然型核酸を導入した新しいタイプのデオキシリボザイムの開発と、速度論的なパラメータと熱力学的なパラメータを総合的に評価したメカニズム解析結果を報告することができた。
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[Publications] Yasuhide Okumoto: "Factors that contribute to efficient catalytic activity of a small Ca^<2+>-dependent deoxyribozyme in relation to its RNA cleavage function"Biochemistry. 42. 2158-2165 (2003)
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[Publications] Yasuhide Okumoto: "Novel biomaterials derived from deoxyribozyme and NAPzyme"Macromol.Chem.Phys., Macromol.Symp.. 201. 245-252 (2003)
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[Publications] Shu-ichi Nakano: "Large stabilization of a DNA duplex by the deoxyadenosine derivatives tethering an aromatic hydrocarbon group"Journal of American Chemical Society. 125. 8086-8087 (2003)
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[Publications] Yuuki Uotani: "Large stacking stability of a base pair-mimic nucleotide on the DNA duplex"Nucleic Acids Research Suppl.. 3. 79-80 (2003)
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[Publications] Wei Li: "Structural competition involving G-quadruplex DNA and its complement"Biochemistry. 42. 11736-11744 (2003)
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[Publications] Shu-ichi Nakano: "Influences of ribonucleotide on a duplex conformation and its thermal stability : Study with the chimeric RNA-DNA strands"Journal of American Chemical Society. 126. 1088-1095 (2003)
