2006 Fiscal Year Annual Research Report
環境刺激(放射線や活性酸素)による直接および間接的DNA損傷生成のメカニズム
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16205003
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
相田 美砂子 広島大学, 大学院理学研究科, 教授 (90175159)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大野 啓一 広島大学, 大学院理学研究科, 教授 (50033858)
岡田 和正 広島大学, 大学院理学研究科, 助教授 (90294511)
勝本 之晶 広島大学, 大学院理学研究科, 助手 (90351741)
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| Keywords | 核酸塩基 / keto-enol互変異性 / amino-imino互変異性 / 軟X線 / 内殻イオン化 / 低温マトリックス単離 / 非経験的分子軌道法 / QM / MM法 |
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| Research Abstract |
DNA損傷には,外部刺激によるDNA塩基の互変異性化反応が深く関わっている.しかし、互変異性化への外部刺激の効果については、これまで系統的に調べられていなかった。そこで、我々は様々な溶液中におけるモデル塩基の互変異性化を,赤外分光法と量子化学計算によって調べた.その結果,ピリドンおよびその誘導体の互変異性は溶媒の極性に大きく依存することが明らかとなった.これらの傾向は,ピリミジミノンをモデル塩基として行った場合でも同様に得られた.
活性酸素による核酸塩基の修飾塩基が、どのようなメカニズムでDNA損傷につながるのかを明らかにするため、8-オキソグアニンを取り上げた。この修飾塩基の互変異性体の相対的安定性が、グアニンとは大きく異なることを、信頼性のある非経験的分子軌道法計算によって明らかにした。また、QM/MM法を用いることによって、さまざまな核酸塩基の溶媒和構造を得た。
UV照射によって、核酸塩基のモデル化合物において、アミノ-イミノ互変異性化がおこる過程を、赤外分光法と量子化学計算によって明らかにした。この結果は、アミノ-イミノの互変異性もDNAにおいて光によって誘起されうることを示すものである。
放射線による構成塩基の直接的損傷を調べるため、モデル分子として2-アミノ-3-メチルピリジンを対象とし、その窒素および炭素内殻領域での解離を調べた。その結果、特に窒素内殻イオン化が起こる励起エネルギーにおいて、窒素原子周りでの解離が顕著となる特徴的な反応が観察された。この系に対して提唱した解離機構は、2-,3-,4-ピコリンを用いた同様の実験によって支持された。
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