塩基配列に依存した溶液中のDNA構造と制限酵素による識別

1987 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 61580230
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 西村 善文 東京大学, 薬学部, 助手 (70107390)
• Keywords: DNA / 塩基配列 / 制限酵素 / 構造解析 / ラマン分光 / NMR / ベンド

Research Abstract

1.塩基配列に依存した溶液中のDNA構造 前年度までのラマン分光の実験により, 塩基配列に依存したDNA構造の規則をある程度求める事ができた. その場合我々がラマン分光より求めたものは, DNA高次構中の各残基の局所構造(塩基の配向がシンであるかアンチであるかおよび骨格の構造の内O_51-C_51-C_41-C_31の局所構造)である. これらの局所構造は塩基配列に依存して変化していたが, それらの局所構造がDNA全体の中にどのようにあてはめられているのかは不明であった. 今回コンピュータ・グラフィックスにより, ラマン分光で求まった局所構造の実験値の下で全体構造を得る事を試みた結果, ポリ(dG-dC), ポリ(dA-dT), ポリ(dG)・ポリ(dC), ポリ(dA)・ポリ(dT), ポリ(dA-dC)・ポリ(dG-dT), ポリ(dA-dG)・ポリ(dC-dT)に関しては十分満足できる構造(エネルギー的に安定な構造)を得る事ができ, 我々の求めた局所構造は納得いくものであった. 更にこの事を発展させるためDNAオリゴマーに関してもラマン分光とNMR分光の実験を行い水溶液中のDNA構造の完全解析を分光法のみで行う事を試みて, CCTTAAGGに関してはうまくいった.
2.制限酵素の切断部位 前年度の研究を発展させ, 消化部位とDNAの構造を考えるさいに, 配列に依存したDNAの構造ユニットを考えるとうまくいく事が分った. 特に水溶液中のDNA構造に関してはB形構造の安定化ユニットというものを考えることができ, 制限酵素はこれらのユニットのつなぎ目を切断すると考えると今までの結果が説明できる事がわかった.
3.ベンドDNA 最近DNAは配列に依存してベンドする事が分ってきているが, その理由をB形構造の安定化ユニットの考えで説明できる事, および今まで報告されているベンドDNAのゲル電気泳動の異常度を計算で再現できる事を示した.

Research Products

• [Publications] 西村 善文: Advances in Infrared and Raman Spectroscopy. VOL.13. 177-232 (1986)
• [Publications] 西村 善文: J. Raman Spectroscopy. 18. 221-227 (1987)
• [Publications] K. Bajor: J. Am. Chem. Soc.109. 3514-3520 (1987)