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酵素法による非天然型の機能性DNAの合成とその応用

研究課題

研究課題/領域番号 13132202
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関群馬大学

研究代表者

澤井 宏明 (沢井 宏明)  群馬大学, 工学部, 教授 (70012648)

研究分担者 尾崎 広明  群馬大学, 工学部, 助教授 (90211820)
桑原 正靖  群馬大学, 工学部, 助手 (40334130)
篠塚 和夫  群馬大学, 工学部, 教授 (20206105)
研究期間 (年度) 2001 – 2004
研究課題ステータス 完了 (2004年度)
配分額 *注記
38,000千円 (直接経費: 38,000千円)
2004年度: 7,900千円 (直接経費: 7,900千円)
2003年度: 8,800千円 (直接経費: 8,800千円)
2002年度: 11,100千円 (直接経費: 11,100千円)
2001年度: 10,200千円 (直接経費: 10,200千円)
キーワード核酸 / 修飾DNA / DNAポリメラーゼ / 修飾基質 / PCR / 酵素反応 / 分子認識 / アプタマー / DNA / 生体機能利用 / 糖鎖 / 機能性DNA / DNAアプタマー / DNA触媒 / 試験管内選択
研究概要

機能性基を導入した修飾DNAのPCR法による酵素的な合成が可能となれば、新しい機能性修飾DNAの創製、試験管内選択法による修飾DNAアプタマー、修飾DNA触媒の創製への応用が可能になると考えられる。酵素的に導入可能な修飾基質誘導体を探索するため、アミノ基、カルボキシル基、種々のアミノ酸、正電荷を持つイミダゾールあるいはグアニジン、糖類、キレート化剤、強い蛍光を発する、フルオレセイン、アクリドンなどの機能性基をC5位に導入したチミヂン誘導体を合成した。これらを基質に用い、KOD Dash DNAポリメラーゼおよびVent(exo-)DNAポリメラーゼを用いたPCR法(DNAの重合連鎖反応)による機能性修飾DNAの合成の検討、大量合成法の確立をはかった。修飾チミジン誘導体を基質に用いてPCR法で得られた修飾DNAの配列解析を行い、PCRの過程で変異が起こらないことを確認した。同様にしてC5位に種々の機能性基を導入したシチヂン誘導体あるいは、アデニンを修飾した基質(dATP)が上記のDNAポリメラーゼを用いることにより、PCRによる修飾DNAの合成が可能であることを明らかにした。さらに、T,C,Aの3種のヌクレオチドを修飾した基質を同時に用いてPCRを行い、3重修飾DNAの酵素合成を進めた。これまでの研究で酵素による取り込みが確認された修飾チミジン誘導体についてそれらの取り込み挙動、取り込み能をプライマー伸長反応で検討した。さらにPCR法による修飾DNAの合成反応及び試験管内選択法を適用し、細胞表面にある糖鎖シアリルラクトース、神経伝達物質として重要な役割を果たしている他、調味料として用いられているグルタミン酸、薬剤サリドマイド、あるいはミスマッチなどのDNAの構造の相違を認識して特異的に結合する新規修飾DNAアプタマーの創製を行った。それらの配列解析、2次構造の予測、結合の強度などの測定を行った。

報告書

(5件)
  • 2004 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2003 実績報告書
  • 2002 実績報告書
  • 2001 実績報告書
  • 研究成果

    (38件)

すべて 2005 2004 2003 その他

すべて 雑誌論文 (19件) 図書 (1件) 文献書誌 (18件)

  • [雑誌論文] Expansion of repertoire of modified DNAs prepared by PCR using KOD Dash DNA polymerase2005

    • 著者名/発表者名
      T.Ohbayashi et al.
    • 雑誌名

      Org.Biomol.Chem. (in press)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Expansion of repertoire of modified DNAs prepared by PCR using KOD Dash DNA polymerase2005

    • 著者名/発表者名
      T.Ohbayashi et al.
    • 雑誌名

      Org. Biomol. Chem. (in press)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Sialllyllactose-binding modified DNa aptamer bearing additional functionality by SELEX2004

    • 著者名/発表者名
      M.M.Masud, et al.
    • 雑誌名

      Bioorg.Med.Chem. 12

      ページ: 1111-1120

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Bis(phenanthroline)-ethylenediamine conjugate displays excimer fluorescence upon binding with DNA2004

    • 著者名/発表者名
      K.Hayashi et al.
    • 雑誌名

      Chem Comm.

      ページ: 1386-1387

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Selective Binding and Cleavage of DNA by Stereoisomers of N, N'-Bis(phenanthrolin-2-yl)-1,2-cycolhexanediamine Conjugate, and their Copper Complexes2004

    • 著者名/発表者名
      K.Hyashi et al.
    • 雑誌名

      Chem.Lett. 33

      ページ: 684-685

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Screening of modified DNA aptamers that recognize DNA secondary structure2004

    • 著者名/発表者名
      M Kuwahara et al.
    • 雑誌名

      Nucleic Acids Symp. Ser. 48

      ページ: 265-266

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 5位置換ピリミヂンヌクレオシドを含むオリゴヌクレオチドの合成とその性質2004

    • 著者名/発表者名
      尾崎宏明 ほか
    • 雑誌名

      有機合成化学協会誌 62

      ページ: 1238-1248

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Sialllyllactose-binding modified DNa aptamer bearing additional functionality by SELEX2004

    • 著者名/発表者名
      M.M.Masud, et al.
    • 雑誌名

      Bioorg. Med. Chem. 12

      ページ: 1111-1120

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Bis(phenanthroline)-ethylenediamine conjugate displays excimer fluorescence upon binding with DNA2004

    • 著者名/発表者名
      K.Hatashi et al.
    • 雑誌名

      Chem. Comm.

      ページ: 1386-1387

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Selective Binding and Cleavage of DNA by Stereoisomers of N, N'-Bis (phenanthrolin-2-y1)-1,2-cycolhexanediamine Conjugate, and their Copper Complexes2004

    • 著者名/発表者名
      K.Hyashi et al.
    • 雑誌名

      Chem. Lett. 33

      ページ: 684-685

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Screening of modified DNA aptamers that recognize DNA secondary structure2004

    • 著者名/発表者名
      M.Kuwahara et al.
    • 雑誌名

      Nucleic Acids Symp. Ser. 48

      ページ: 265-266

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Detection of biomolecule by aotamer beacon2004

    • 著者名/発表者名
      A.Nishihira et al.
    • 雑誌名

      Nucleic Acids Symp. Ser. 48

      ページ: 135136-135136

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 5位置換ピリミヂンヌクレオシドを含むオリゴヌクレオチドの合成とその性質2004

    • 著者名/発表者名
      尾崎宏明ほか
    • 雑誌名

      有機合成化学協会誌 62

      ページ: 1238-1248

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Sialllyllactose-binding modified DNa aptamer bearing additional functionality by SELEX2004

    • 著者名/発表者名
      M.M.Masud, M, M.Kuwahara, H.Ozaki, H.Sawai
    • 雑誌名

      Bioorg.Med.Chem. 12

      ページ: 1111-1120

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Bis(phenanthroline)-ethylenediamine conjugate displays excimer fluorescence upon binding with DNA2004

    • 著者名/発表者名
      K.Hatashi, H.Akutsu, H.Ozaki, H.Sawai
    • 雑誌名

      Chem.Comm.

      ページ: 1386-1387

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Selective Binding and Cleavage of DNA by Stereoisomers of N,N'-Bis(phenanthrolin-2-yl)-1,2-cycolhexanediamine Conjugate, and their Copper Complexes2004

    • 著者名/発表者名
      K.Hyashi, R.Nakjima, I.Kiyosawa, H.Ozaki, H.Sawai
    • 雑誌名

      Chem.Lett. 33

      ページ: 684-685

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Detection of biomolecule by aotamer beacon2004

    • 著者名/発表者名
      A.Nishihira, H.Ozaki, M.Wakabayashiu, M.Kuwahara, H.Sawai
    • 雑誌名

      Nucleic Acids Symp.Ser. 48

      ページ: 135-136

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Screening of modified DNA aptamers that recognize DNA secondary structure2004

    • 著者名/発表者名
      M.Kuwahara, T.Kasamatsu, M.Hasgawa, A.Shoji, H.Ozaki, H.Sawai
    • 雑誌名

      Nucleic Acids Symp.Ser. 48

      ページ: 265-266

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 5位置換ピリミヂンヌクレオシドを含むオリゴヌクレオチドの合成とその性質2004

    • 著者名/発表者名
      尾崎宏明, 桑原正靖, 澤井宏明
    • 雑誌名

      有機合成化学協会誌 62

      ページ: 1238-1248

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [図書] 人工修飾核酸を用いた試験管内選択法(セレックス法)の拡張「ゲノムケミストリー」2003

    • 著者名/発表者名
      澤井宏明他
    • 総ページ数
      17
    • 出版者
      講談社
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.M.Masud, A.Ozaki-Nakamura, M.Kuwahara, H.Ozaki, H.Sawai: "Modified DNA Bearing 5-(Methoxycarbonylmethy;)-2'-deoxyuridine: Preparation by PCR with Thermophilic DNA Polymerase and Postsypthetic Derivatization"ChemBioChem. 4. 584-588 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] H.Sawai, A.Hirano, H.Mori, K.Shinozuka, B.Dong, R.H.Silverman: "Synthesis, Characterization and Biological Properties of 8-Azid and 8-Amino Substituted 2'-5' Oligoadenylates"J.Med.Chem.. 46. 4926-4932 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] M.Kuwahara, Y.Takahata, A.Shoji, A.N.Ozaki, H.Ozaki, H.Sawai: "Substrate Properties of C5-Substituted Pyrimidine 2'-Deoxynucleoside 5'-Triphosphate for thermstable DNA Poltmerases during PCR"Bioorg, Med.Chem.Lett.. 13. 3735-3738 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] H.Ozaki, K.Nakajima, K.Tatsui, C.Izumi, M.Kuwahara, H.Sawai: "Convenient Synthesis of Oligodeoxyribonucleotides Bearing Arabinofuranosyl Pyrimidine Derivatives and Its Duplex Formation with Complementary DNA"Bioorg, Med.Chem.Lett.. 13. 2441-2443 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] M.Kuwahara, S.Hososhima, Y.Takahata, R.Kitagawa, A.Shoji, K.Hanawa, H.Ozaki, H.Sawai: "Simultaneous Incorporation of three different modified nucleotides during PCR"Nucleic Acids, Res.Suppl.. 3. 37-38 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] H.Ozaki, K.Nakajima, K.Yajima, K.Tatsui, M.Kuwahara, H.Sawai: "Synthesis and properties of oligonucleotides containing C-2 and/orC-5 substituted arabinofuranosyluracils"Nucleic Acids, Res.Suppl.. 3. 59-60 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 澤井宏明, 桑原正靖: "ゲノムケミストリー"講談社サイエンティフィック. 51-57 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] H.Sawai, A.Ozaki-Nakamura, M.Mine, H.Ozak: "Synthesis of new modified DNAs by hyperthermophilic DNA polymerase : Substrate and template specificity of functionalized thymidine analogues"Bioconjugate Chem.. 13. 309-317 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Seto, K.Abe, M.Itoh, H.Sawai: "Preparation of conjugate of 2', 5'-triadenylate 5'-triphospahte and biotinylated firely luciferase and its use for sensitive bioluminescent enzyme immunoassay"Bioconjugate Chem.. 13. 303-308 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] T.Ohbayashi, M.M.Masud, A.Ozaki-Nakamura, H.Ozaki, M.Kuwahara, H.Sawai: "Enzymatic synthesis of labelled DNA by PCR using new fluorescent thymidine nucleotide annlogue and superthermophilic KOD Dash DNA polymerase"Bioorg, Med. Chem. Lett.. 12. 1167-1170 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] M.Matsukura, T.Okamoto, T.Miike, H.Sawai, K.Shinozuka: "Selective binding of trisamine-modified phosphorothioate antisense DNA to target mRNA improves antisense activity and reduces toxicity"Biochem. Biophys. Res. Commun., 293. 293. 1341-1347 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] H.Saitoh, A.Nakamura, M.Kuwahara, H.Ozaki, H.Sawai: "Modified DNA aptamers against sweet agent aspartame"Nucleic Acids, Res. Suppl.. 2. 215-216 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] M.Kuwahara, T.Ohbayashi, K.Hanawa, A.Shoji, A.N.Ozaki, H.Ozaki, H.Sawai: "Enzymatic Incorporation of Chemically-modified Nucleotides into DNAs"Nucleic Acids, Res. Suppl.. 2. 83-84 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] H Sawai, A.N.Ozaki, F.Satoh, T.Ohbayashi, M.M.Masud, H.Ozaki: "Expansion of structural and functional diversities of DNA using new 5-substituted deoxyuridine derivatives by PCR with superthermophilic KOD Dash DNA polymerase"Chem. Commun. 2604-2605 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] H.Ozaki, S.Momiyama, K.Yokotsuka, H.Sawai: "Post-synthetic functionalization of oligodeoxyribonucleotides at the 2'-position"Tetrahedron lett.. 42. 677-680 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] H.Ozaki, M.Mine, Y.Ogawa, H.Sawai: "Effect of the terminal amino group of a linker arm and its length at the C5 position of pyrimidine nucleosides on the thermal stability of a DNA duplex"Bioorganic Chemistry. 20. 117-130 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] M.M.Masud, A.N.Ozaki, F.Satou, T.Ohbayashi, H.Ozaki, H.Sawai: "Enzymatic synthesis of modified DNA by PCR"Nucleic Acids Res., Suppl 1. 21-22 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] K.Shinozuka, Y.Nakashima, K.Shimizu, H.Sawai: "Synthesis and characterization of polyamine-based biomimetic catalysis as a artifical ribonuclease"Nucleosides, Nucleotides & Nucleic Acids. 29. 187-197 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書

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公開日: 2001-04-01   更新日: 2018-03-28  

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