DNA四重鎖を構造モチーフとする核酸アプタマーの構造と安定性の相関

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13780465
• Research Category: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• Research Institution: Kyoto Institute of Technology
• Principal Investigator: 金折 賢二 京都工芸繊維大学, 繊維学部, 助教授 (30273543)
• Keywords: テロメア / 四重鎖構造 / 核酸アプタマー / i-motif / G-カルテット / 核磁気共鳴法

Research Abstract

核酸アプタマーとは、特異な高次構造をもつRNAやDNAオリゴマーのことであり、様々な機能を持つことが知られている。この核酸アプタマーの代表的な構造モチーフにテロメアDNAオリゴマーが形成する四重鎖構造がある。そのテロメアDNAオリゴマーが形成する四重鎖は、グアノシン(G)またはシチジン(C)残基に富んでおり、それぞれ、Gカルテット、i-motifと呼ばれる。本研究の目的は、このGカルテットやi-motifの構造と安定性を評価し、四重鎖を構造モチーフとする核酸アプタマーの分子設計指針を確立することである。本年度に得られた知見は以下の通りである。テロメアーゼの標的配列であり、核酸アプタマーのリード配列であるd(TTTTGGGG)nを合成・精製し、相補鎖を含めたGカルテットの構造と安定性について核磁気共鳴分光法を用いて研究を進めた。その結果、従来のトポロジーとは異なるGカルテット構造が形成することを見出し、現在、その精密な構造について多次元NMR法を用いて解析中である。また、応用研究への展開を考慮して、核酸アプタマーヘホスホロチオエート基を導入する研究もおこなった。HIVウイルスの増殖を抑制することが知られているCの連続した配列が形成するi-motif構造ヘホスホロチオエート基を導入し、その構造と安定性を円二色性分光法によって評価した。ホスホロチオエート基の立体異性によってi-motifの融解温度は変化することを見いだし、現在、核磁気共鳴法で構造解析中である。

Research Products

• [Publications] Kenji Kanaori: "Effect of complementary C-strand on telomere G-quartet structure"Nucleic Acids Research Supplement. 1. 265-266 (2001)
• [Publications] Naoaki Yamasaki: "Analysis of ethylene oxide sequence of the acetal copolymer from trioxane and ethylene oxide"Journal of polymer Science : Part A : Polymer Chemistry. 39. 3239-3245 (2001)
• [Publications] Nobuyuki Endo: "Electrochemical-ESR detection of hydrogen atom adducts of 5-membered ring nitrone spin traps"Bulletin of Chemical Society of Japan. 75. 149-150 (2002)
• [Publications] Nguyen Tien Huy: "Clotrimazole binds to heme and enhances heme-dependent hemolysis"Journal of Biological Chemistry. 277. 4152-4158 (2002)