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段階的超分子形成を利用したDNA四重鎖の構造制御

研究課題

研究課題/領域番号 11J09031
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 機能物質化学
研究機関奈良先端科学技術大学院大学

研究代表者

犬飼 章恵  奈良先端科学技術大学院大学, 物質創成科学研究科, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2011 – 2012
研究課題ステータス 完了 (2012年度)
配分額 *注記
1,300千円 (直接経費: 1,300千円)
2012年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
2011年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
キーワードカルバゾール / DNA / DNA四重鎖 / 酵素活性
研究概要

昨年度までに、イミダゾール部位をカチオン化することによって水溶化させたカルバゾール誘導体(Im^+)_2Czと二本鎖DNAとして広く用いられるCalf Thymus(ct-)DNAとの複合化を見出している。形成する複合体について吸収、CDスペクトル測定を始めとした各種分光分析により検討を行い、DNAと(Im^+)_2Czとで形成する複合体の予想構造及び形成メカニズムを明らかにした。
本年度は、形成する二種類の複合体についてNMR測定や質量分析を行い、形成する構造についての考察を行った。また、エチルカルバゾールの3,6位から三重結合を介してイミダゾリウムを連結させている(Im^+)_2Czをモデル分子として、参照化合物を合成し、それぞれ(ct-)DNAとの相互作用について検討を行った。参照化合物としては、エチル基より長いアルキル基である(S)-2メチルブチル基を導入した、カチオン性キラルカルバゾール誘導体[c-(IM^+)_2Cz]および、イミダゾリウム導入位置をカルバゾールの2,7位に変更した[2,7-(Im^+)_2Cz]を参照化合物として合成した。これらふたつの参照化合物においては(Im^+)_2Czと同様に、DNAの濃度変化に応答した二段階の構造体形成が確認された。以上の結果から、(Im^+)_2Czのような、高い水溶性を持たず、カルバゾール骨格とイミダゾリウムを三重結合で連結する構造をもつカチオン性分子は、DNAと二段階で構造体を形成することが示された。一方で、(Im^+)_2CzはDNA四重鎖とは一段階で複合体を形成し、DNA二重鎖の場合とは異なり、単一の結合状態を有することが分かった。このことから(Im^+)_2Czは複合体形成の様式の違い(一段階及び二段階)によって、二重鎖と四重鎖を区別して識別することの出来る全く新しいプローブとして機能することがわかった。

報告書

(2件)
  • 2012 実績報告書
  • 2011 実績報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2013 2012 2011

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (11件)

  • [雑誌論文] Two Distinct Thermal Stabilities of DNA and Enzymatic Activities of DNase I in a Multistep Assembly with Carbazole Ligands : Different Binding Characteristics for Duplex and Quadruplex DNA2013

    • 著者名/発表者名
      Norie Inukai, Tsuyoshi Kawai, Junpei Yuasa
    • 雑誌名

      Chemistry - A European Journal

      巻: 19(印刷中) 号: 19 ページ: 5938-5947

    • DOI

      10.1002/chem.201203461

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mechanistic understanding of multistep assembly of DNA with a carbazole ligand by simple adjustment of host-guest concentrations2011

    • 著者名/発表者名
      Norie Inukai, Tsuyoshi Kawai, Junpei Yuasa
    • 雑誌名

      Chemical Communication

      巻: 47 号: 32 ページ: 9128-9130

    • DOI

      10.1039/c1cc13391h

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] mechanistic understanding of multiple assembly of DNA with carbazole derivative2012

    • 著者名/発表者名
      Norie INUKAI, Tsuyoshi KAWAI, Junpei YUASA
    • 学会等名
      新学術領域研究「揺らぎと生体機能」第6回公開シンポジウム
    • 発表場所
      京都市南区東九条下殿田町
    • 年月日
      2012-12-05
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Two different binding states in multistep self-assembly of DNA with carbazole derivatives2012

    • 著者名/発表者名
      Norie INUKAI, Tsuyoshi KAWAI, Junpei YUASA
    • 学会等名
      International Symposium on Green Photonics for Efficient Photon-Harvesting Materials and Reactions
    • 発表場所
      奈良県生駒市
    • 年月日
      2012-11-16
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Stepwise assembly of carbazole ligands with ct-DNA and tunable enzymatic activity of DNase2012

    • 著者名/発表者名
      Norie INUKAI, Tsuyoshi KAWAI, Junpei YUASA
    • 学会等名
      APC 2012
    • 発表場所
      大阪吹田市
    • 年月日
      2012-11-13
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Two different binding states in multistep assembly of DNA with acarbazole ligand2012

    • 著者名/発表者名
      Norie INUKAI, Tsuyoshi KAWAI, Junpei YUASA
    • 学会等名
      Macro/NAIST Joint Workshop
    • 発表場所
      Michigan, USA
    • 年月日
      2012-10-24
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] DNAと2種類の複合体を形成する蛍光プローブの開発2012

    • 著者名/発表者名
      犬飼章恵、河合壯、湯浅順平
    • 学会等名
      揺らぎ・ATP合同シンポジウム
    • 発表場所
      大阪市淀川区西宮原
    • 年月日
      2012-09-14
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 亜鉛イオンとの錯形成によって誘起されるカルバゾール誘導体のpi-pi相互作用とその制御2012

    • 著者名/発表者名
      犬飼章恵、河合壯、湯浅順平
    • 学会等名
      第24回配位化合物の光化学討論会
    • 発表場所
      東京都目黒区駒場
    • 年月日
      2012-08-06
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] DNAとカルバゾール誘導体との多段階自己集合化とその作用機構2012

    • 著者名/発表者名
      犬飼章恵・河合壮・湯浅順平
    • 学会等名
      日本化学会第92春季年会
    • 発表場所
      神奈川県横浜市
    • 年月日
      2012-03-28
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Mechanistic Understanding of Multistep Assembly of DNA with Carbazole Derivatives2012

    • 著者名/発表者名
      N.Inukai, T.Kawai, J.Yuasa
    • 学会等名
      「揺らぎと生体機能」第5回公開シンポジウム
    • 発表場所
      奈良県奈良市
    • 年月日
      2012-01-07
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] カルバゾール誘導体と金属イオンとの段階的錯体形成メカニズム2011

    • 著者名/発表者名
      犬飼章恵、湯浅順平、河合壮
    • 学会等名
      第23回配位化合物の光化学討論会
    • 発表場所
      長野県上田市
    • 年月日
      2011-08-04
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Emission spectral analysis of a carbazole probe bound to DNA2011

    • 著者名/発表者名
      N.Inukai, T.Kawai, J.Yuasa
    • 学会等名
      5th Asia and Oceania Conference for Photobiology (AOCP2011)
    • 発表場所
      奈良県奈良市
    • 年月日
      2011-07-30
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] DNA濃度に依存したカルバゾール誘導体のDNA結合様式のスイッチング2011

    • 著者名/発表者名
      犬飼章恵、湯浅順平、河合壮
    • 学会等名
      第7回ホスト・ゲスト化学シンポジウム
    • 発表場所
      広島県東広島市
    • 年月日
      2011-05-28
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書

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公開日: 2011-12-12   更新日: 2024-03-26  

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