2017 Fiscal Year Annual Research Report
人工的なDNA類似体を基質とする核酸関連酵素反応の解析とその化学的深化
Publicly Offered Research
| Project Area | Dynamical ordering of biomolecular systems for creation of integrated functions |
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| Project/Area Number |
16H00757
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| Research Institution | University of Toyama |
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Principal Investigator |
井上 将彦 富山大学, 大学院医学薬学研究部(薬学), 教授 (60211752)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 核酸 / DNA類似体 / キメラDNA / 酵素的ライゲーション / モンテカルロシミュレーション / リン酸化酵素反応 / 転移酵素伸長反応 / ポリメラーゼ伸長反応 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
（１）末端に人工ユニットを配置したキメラDNAを用いたキナーゼ反応の評価： 初年度に達成したキメラDNA（天然DNA鎖中に人工ヌクレオチドユニットを導入した非天然のミックス配列DNA）の合成を利用して、天然DNA鎖の5’-末端に人工ユニットを配置したキメラDNAを合成した。酵素的リン酸化反応を評価したところ、開発した全ての人工ユニットがポリヌクレオチドキナーゼ（PNK）により問題なくリン酸化されることを確認できた。
（２）人工ヌクレオチド三リン酸体の化学合成： ポリメラーゼなどのいくつかの核酸関連酵素は、ヌクレオチド三リン酸を基質とするため、人工ユニットの三リン酸体を合成した。初年度に合成した三リン酸体に加えて、同様の合成法で全ての人工ユニットの三リン酸体合成を達成した。
（３）人工ヌクレオチド三リン酸体を用いたトランスフェラーゼ反応の評価：合成した人工核酸の三リン酸体を用いて、末端ヌクレオチジルトランスフェラーゼ（TdT）による伸長反応を評価した。 TdTは人工の三リン酸体を基質として認識し、天然DNA鎖末端に人工ユニットを伸長させることがわかった。またDNA鎖末端が人工核酸骨格であっても、その先に人工ユニットを伸長可能であることも確認できた。さらに、全て人工核酸で作成した完全非天然型のDNA鎖に対しても、人工ユニットが伸長することが判明した。
（４）人工ヌクレオチド三リン酸体を用いたポリメラーゼ反応の評価：次に、ポリメラーゼに対する適合性を評価した。人工核酸の三リン酸体は、全てポリメラーゼの基質として適合し、DNA鎖の伸長反応を進行させることが確認できた。しかしながらいくつかの人工核酸骨格において、伸長反応の塩基選択性が低下することも判明した。そこで分子設計に立ち返り、新たな人工核酸ユニットを準備した結果、選択性を改善したポリメラーゼ伸長反応へと展開することが可能となった。
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| Research Progress Status |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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