2014 Fiscal Year Annual Research Report
生体触媒とパラジウム触媒をシンクロさせた多様性核酸プローブの創製
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24550193
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| Research Institution | Shibaura Institute of Technology |
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Principal Investigator |
幡野 明彦 芝浦工業大学, 工学部, 教授 (10333163)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 核酸代謝酵素 / 蛍光色素 / ヌクレオシド / RNA / プローブ / 合成 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
細胞内のRNAは，DNAからタンパク質へ遺伝情報を伝達する機能のみならず，タンパク質発現の制御まで行っていることが分かってきた．そこで，生きた細胞内のRNAを直接観察する手法に注目が集まっている．しかし，RNAに蛍光色素などのプローブを導入するためには，有機化学的な煩雑な合成が必要となる．より簡単に，そして迅速に蛍光色素を有したヌクレオシドを合成する手法が望まれている．本研究室では核酸代謝酵素が，ヌクレオシドの塩基部位を交換することを明らかにした．今回，ウラシルの５位にリンカーを介して蛍光色素を有する塩基アナログをパラジウム触媒で合成し，この塩基アナログと核酸代謝酵素とチミジン等のリボースドナーを用いて塩基部位の交換反応を検討し，蛍光色素を有したヌクレオシドプローブを簡単迅速に合成する手法を検討した．
ウラシルの５位に蛍光色素であるクマリン，ピレンを導入した．ウラシルと蛍光色素の距離効果を検討するために，アルキルスペーサーの長さを2, 4, 6 と異なる化合物を合成した．酵素合成は，バイアル瓶に蛍光色素修飾ウラシル５mM，チミジン50mM，チミジンホスホリラーゼを10ユニット，1mMリン酸緩衝液pH 6.8を加え，37℃で実施した．反応追跡は，逆相カラムを有した高速液体クロマトグラフィーにて行った．
核酸代謝酵素は，大きな置換基であるクマリンをウラシルの5位にもった化合物でも触媒反応を行う事ができ，蛍光色素を有したヌクレオシドに変換できることがわかった．しかし，反応溶媒が緩衝液のみでは基質の溶解性が悪く，反応が進まなかった．酵素と基質の衝突頻度が低下してしまい，触媒効率が低下すると考えられた．そこで，有機溶媒の添加効果を検討したところ，リン酸緩衝液にDMSOを混合し40％濃度までは反応効率が向上することが分かった．
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