2017 Fiscal Year Annual Research Report
Development of small molecule ligands to inhibit expansion of CAG trinulceotide repeat
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15K17885
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
山田 剛史 大阪大学, 産業科学研究所, 特任助教(常勤) (80633263)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | トリンクレオチドリピート / 核酸 / 低分子 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本申請研究は、トリヌクレオチドリピートの過伸長を阻害する低分子リガンドの開発を目的とし、リピート結合分子であるNAやNCDに、シトシンの４位アミノ基の加水分解反応を誘起すると考えられる官能基を共有結合で結合した多様な新規分子を合成した。リピート結合分子であるNAやNCDは、リピート内のミスマッチ構造と選択的に結合し、近傍のシトシンのフリップアウトを誘導すること、またそのシトシンが求核反応を受けやすくなることがわかっている。シトシンからウラシルへの変換反応が起きれば長鎖リピートDNAの連続性が失われて遺伝的不安定性が減少することを期待した。これまで、NAやNCDにそれぞれアルカンチオール・ベンゼンチオール・アミノアルコキシ基などの求核性置換基を導入した。また、リンカーを介してシステイン・ヒスチジン残基を有するモノペプチド・ジペプチドを導入した誘導体も合成した。これら新規分子と、G-Gミスマッチを有する二本鎖DNAの化学反応の有無をRP-HPLCで追跡したが、これまでのところシトシンのウラシルへの化学反応は確認できていない。
変換反応が進行しなかった原因を分子モデリングなどから考察した結果、チオール基を有するNA/NCD誘導体では、ミスマッチサイトにNA/NCD誘導体が結合することで、二つの誘導体由来のチオール基が空間的に非常に近い位置に配置され、結果シトシンへの求核反応よりジスルフィド形成に伴うダイマー形成が優先して起こることがわかった。さらに、ダイマー化した誘導体は、モノマー体や未修飾のNA/NCDよりも安定な複合体を形成することが二重鎖誘拐温度測定の結果等から明らかになった。以上の結果より、NA/NCDのチオール誘導体は当初の目的には合致しなかったものの、標的リピートDNA存在下で迅速にダイマー化して強い結合を示す新規リガンドとしての可能性が示唆された。
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