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重水素置換と共鳴ラマン分光法を併用した薬物-DNAオリゴマ-相互作用の構造研究

研究課題

研究課題/領域番号 11771407
研究種目

奨励研究(A)

配分区分補助金
研究分野 物理系薬学
研究機関東北大学

研究代表者

外山 聡  東北大学, 大学院・薬学研究科, 助手 (60217560)

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 *注記
2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
2000年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
1999年度: 1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
キーワード紫外共鳴ラマン分光法 / 選択的重水素ラベル / DNA-薬物相互作用 / アデニン残基 / アクチノマイシンD / 共鳴ラマン分光法 / 重水素ラベルDNA
研究概要

本研究の目的は、共鳴ラマン分光法を用いて、DNA-薬物の相互作用様式を詳細に調べることである。ラマン分光法は、薬物が「どのように」結合するかという情報を与えるため、DNA-薬物の相互作用を調べる手段として有用である。しかし、ラマン分光法からは、薬物が「どこに」結合するか解らない。これを解決するために、昨年度開発した方法で合成した、1残基のみに重水素を導入したDNAオリゴマーを採用した。DNAオリゴマーと薬物の複合体のラマンスペクトルを、重水素化体と未置換体の双方について測定し、両者のスペクトルの差を計算する。この差スペクトルにおいては、重水素化されていない部分のスペクトルは相殺され、重水素化した残基のシグナルのみが残る。
薬物としては、抗がん性抗生物質アクチノマイシンD(ActD)を用いた。DNAは、ActD結合部位を含む自己相補鎖d(AGTGCTCGA^9GCA^<12>CT)_2の、A^9またはA^<12>のみを重水素ラベルしたものを使用した(下線を付した部分にActDがインターカレートする)。DNAにActDが結合すると、A^9のラマンバンド強度は約40%減少したが、A^<12>のラマンバンドには有意な変化がなかった。A^9のラマンバンド強度減少の原因は、塩基のスタッキングが強まることによるラマン淡色効果である。この結果は、ActDの結合に伴うDNAの巻戻りが主に5'側のみに起こり、この巻戻りがA^9のスタッキングを増加させたことを示している。
X線結晶解析によると、ActD結合に伴うDNAの構造変化には、結晶化の条件により、5'側が巻戻るもの、3'側が巻戻るもの、両側均等に巻戻る場合がある。本研究により、生理的条件では5'側のみに巻戻りが起こることを決定することができた。重水素置換と共鳴ラマン分光法を併用した本方法は、他の薬物のDNA結合様式の解明にも汎用できる、新規な方法であると考えている。

報告書

(2件)
  • 2000 実績報告書
  • 1999 実績報告書
  • 研究成果

    (1件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (1件)

  • [文献書誌] Akira Toyama: "Characterization of individual adenine residues in DNA by a combination of site-selective C8-deuteration and UV resonance Raman difference spectroscopy"Journal of Molecular Structure. (印刷中). (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書

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公開日: 1999-04-01   更新日: 2016-04-21  

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