2018 Fiscal Year Annual Research Report
Development of Light-up type G-quadruplex ligand for live cell imaging
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16K13094
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| Research Institution | Tokyo University of Agriculture and Technology |
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Principal Investigator |
長澤 和夫 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (10247223)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | グアニン４重鎖 / ライトアップ / リガンド / 大環状ポリオキサゾール / 蛍光リガンド |
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| Outline of Annual Research Achievements |
グアニン四重鎖（以下G4）は、グアニンが豊富な核酸の１本鎖領域で可逆的に形成される核酸の高次構造である。近年、DNAの複製、遺伝子の転写調節などの生命現象を直接的に制御することが報告されている。また、がんなどの難治生疾患の分子標的としての研究も精力的に行われている。現在、G4を介した生命現象を明らかにするために、生細胞内でのG4形成の直接的な可視化に関して、精力的に研究展開されている。
本研究では生細胞内でのG4形成を、リガンドを用いて直接可視化することを計画した。特に、G4構造を形成したときに相互作用し、同時に蛍光を発するライトアップ型リガンドの創製を目的とした。
これまでに我々は、G4と選択的かつ強力に相互作用する大環状ヘキサオキサゾール化合物（以下6OTD）の創製を報告し、そのG4に対する相互作用様式も明らかにしている。そこでこれらの知見を基に、6OTDの側鎖にG4との会合により蛍光特性が変化する置換基候補としてナフチル基を設計し、これを導入した化合物の合成を行った。その結果、当該リガンドは、G4形成配列と選択的に相互作用し、かつその構造を安定化すること、また相互作用することで蛍光特性が大きく変化することがわかった。この蛍光特性の変化は、核酸との相互作用による疎水場効果によることもわかった。そこで、本結果をもとに、新たにナフチル基に電子求引基、電子供与基を置換したリガンドを系統的に合成した。その結果、その中の一つの化合物に、G4と相互作用することで蛍光を発するライトアップ型の特性を有するリガンドを見出すことができた。
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