GG配列選択的DNAアルキル化分子の創製

• 研究課題/領域番号: 11680588
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 生物有機科学
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 中谷 和彦 京都大学, 工学研究科, 助教授 (70237303)
• 研究期間 (年度): 1999 – 2000
• 研究課題ステータス: 完了 (2000年度)
• 配分額: 3,600千円 (直接経費: 3,600千円); 2000年度: 1,400千円 (直接経費: 1,400千円); 1999年度: 2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
• キーワード: Guanine / グアニン / アルキル化 / GG配列 / HOMO / DNA / インターカレーション / GG / 配列選択性 / エポキシド

研究概要

研究課題「GG配列選択的DNAアルキル化分子の創製」の実施は大きく、1)新しいエポキシド側鎖をもつカプリマイシン-アフラトキシンハイブリッドの合成と2)DNA切断実験によるGG切断選択性の評価と分子設計の再評価に分けた。11年度は1)ハイブリッドの合成を完成し、12年度は2)のDNA切断実験を中心に、分子設計の評価を行った。DNA切断実験には、5′リン酸を放射ラベルした二本鎖40量体オリゴマーを用いた。配列中央部に5′GG3′配列とリファレンスとなる5′GT3′配列を配置し、アルキル化の選択性は、ピペリジン処理により生成するDNA切断断片を高分解能ポリアクリルアミドゲル電気泳動(PAGE)で分離した後、切断バンドの放射強度をデンシトメーターで読みとり、定量した。選択性を評価し、情報を分子設計へフィードバック、さらに、得られた情報を高度な理論計算により整理、理論的に裏付けし、DNAと小分子との相互作用の一般的ルールを探した。
その結果、GG配列選択的にインターカレーションするカプリマイシン類の芳香環骨格に、3′側Gをアルキル化するように分子設計したエポキシド側鎖を持つ人工分子カプリマイシン-アフラトキシンハイブリッドを合成した。その結果、超高選択的なGG配列における3′側Gのアルキル化を達成した。これにより、DNAに比べれば極めて小さく、特別な分子認識部位を持たない化合物を用いても、塩基配列選択的にDNAを修飾する人工分子が設計できるという事実を世界に先駆けて証明した。