ポリアミンと左巻きDNAの相互作用に関する構造科学的研究

• 研究課題/領域番号: 15590051
• 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: 物理系薬学
• 研究機関: 大阪薬科大学
• 研究代表者: 大石 宏文 大阪薬科大学, 薬学部, 講師 (00211095)
• 研究期間 (年度): 2003 – 2005
• 研究課題ステータス: 完了 (2005年度)
• 配分額: 3,100千円 (直接経費: 3,100千円); 2005年度: 900千円 (直接経費: 900千円); 2004年度: 900千円 (直接経費: 900千円); 2003年度: 1,300千円 (直接経費: 1,300千円)
• キーワード: Z-DNA / B-Z混合型DNA / B-Z転移機構 / B-Z junction / マイナーグルーブ / グルーブバインダー / マイナーグルーブキャビテ / X線結晶構造解析 / DNA / ポリアミン / モノアミン / コンフォメーション / 左巻きDNA / Z-型DNA / B-Z転移 / ポリアミンナノワイアー / 相互作用 / 結晶構造解析 / 三重螺旋 / 転写 / 高塩濃度 / スーパコイル

研究概要

N1-(2-(2-aminoethylamino)ethyl)ethane-1,2-diamine PA(222)やN1-(2-(2-(2-aminoethylamino)ethylamino)ethyl)ethane-1,2-diamine PA(2222)はZ-DNAのマイナーグルーブに非常に結合しやすくマイナーグルーブバインダーとしてZ-DNAを非常に安定化することがわかった.さらにこれらの11種類のポリアミンとd(CG)_3とを複合体にして高塩濃度化で4℃、10℃、20℃で結晶化し20℃で非常に塩濃度をあげて結晶化している.これらを調べることによってポリアミンのZ-DNAに対する役割、安定化作用などを詳細に調べる.安定化機構がわかればこれまで8塩基対以上の結晶化が困難と言われてきたZ-DNAの長鎖の結晶化を行う.B-Z転移機構、Z-B転移機構を明らかにするためにB型DNAとZ型DNAの混合型d(CGCGCGCGCGAATTCGCGCGCGCG)_2,d(CGCGCGCGAATTCGCGCGCG)_2とd(CGCGCGAATTCGCGCG)_2などのDNAの構造を明らかにしようと考えている。B-Z混合型のDNAの構造はこれまでに世界中で結晶化は試みられているがわれわれの結晶化の例以外に報告はない。われわれはマイナーグルーブバインダーであるポリアミンをこれらの長鎖のDNAと複合体にし不安定化の要素になっている大きなマイナーグルーブのキャビティをこのポリアミンで埋めDNA全体の構造を安定化させることを考えている.そこでわれわれは長鎖の左巻きDNAのX線結晶解析に成功している。B-Z混合型のDNAの構造はこれまでに世界中で結晶化は試みられているがわれわれの結晶化の例以外に報告はない。はわれわれが発見したグルーブバインダーポリアミンはきっちりとZ-DNAのマイナーグルーブに結合して大きなマイナーグルーブを埋めてDNA全体の構造を安定化している.これを応用して長鎖のDNAの結晶化、B-Z-B junction構造の結晶化を行う。現在すでにこの方法を用いて世界最長のDNAの結晶化に成功しており長鎖のDNAの構造やB-Z-B junction構造などが次々に明らかにされればDNAの構造化学に大きな展開をもたらすと考えている.

研究成果

• [雑誌論文] Intermolecular association model of antifungal polyene macrolide via concerted =C-H… O interactions : X-ray crystal structure analysis and ab initio molecular-orbital calculations of chainin. (2006)
  • 著者名/発表者名: In, Yasuko, Ohishi, Hirofumi, Miyagawa, Hiroo, Kitamura, Kunihiro, Igarashi, Yasuhiro, Ishida, Toshimasa.
  • 雑誌名: Bulletin of the Chemical Society of Japan 79 ページ: 126-133
  • NAID: 10017170346
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Synthesis and properties of 2'-0,4'-C-methylene-oxy-methylene bridged nucleic acid. (2006)
  • 著者名/発表者名: Hari, Yoshiyuki, Obika, Satoshi, Ohnishi, Ryo, Eguchi, Ken, Osaki, Tomohisa, Ohishi, Hirofumi, Imanishi, Takeshi
  • 雑誌名: Bioorganic & Medicinal Chemistry 14 ページ: 1029-1038
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Antineoplastic Agents. 551. Isolation and Structures of Bauhiniastatins 1-4 from Bauhinia purpurea. (2006)
  • 著者名/発表者名: Pettit, George R., Numata, Atsushi, Iwamoto, Chika, Usami, Yoshihide, Yamada, Takeshi, Ohishi, Hirofumi, Cragg, Gordon M
  • 雑誌名: Journal of Natural Products 69 ページ: 323-327
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] 計算機科学を用いたDNAの創薬化学 (2006)
  • 著者名/発表者名: 大石宏文
  • 雑誌名: 生産と技術 印刷中
  • NAID: 40007273215
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Synthesis and properties of 2'-O,4'-C-methylene-oxy-methylene bridged nucleic acid. (2006)
  • 著者名/発表者名: Hari, Yoshiyuki, Obika, Satoshi, Ohnishi, Ryo, Eguchi, Ken, Osaki, Tomohisa, Ohishi, Hirofumi, Imanishi, Takeshi
  • 雑誌名: Bioorganic & Medicinal Chemistry 14 ページ: 1029-1038
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] 計算機科学を用いたDNAの創薬化学 (2006)
  • 著者名/発表者名: 大石宏文
  • 雑誌名: 生産と技術 (印刷中)
  • NAID: 40007273215
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Intermolecular association model of antifungal polyene macrolide via concerted =C-H... O interaction : X-ray crystal structure analysis and ab initio molecular-orbital calculations of chainin. (2006)
  • 著者名/発表者名: In, Yasuko, Ohishi, Hirofumi, Miyagawa, Hiroo, Kitamura, Kunihiro, Igarashi, Yasuhiro, Ishida, Toshimasa.
  • 雑誌名: Bulletin of the Chemical Society of Japan 79 ページ: 126-133
  • NAID: 10017170346
• [雑誌論文] Synthesis and properties of 2'-O,4'-C-methylene-oxy-methylene bridged nucleic acid. (2006)
  • 著者名/発表者名: Hari, Yoshiyuki, Obika, Satoshi, Ohnishi, Ryo, Eguchi, Ken, Osaki, Tomohisa, Ohishi, Hirofumi, Imanishi, Takeshi.
  • 雑誌名: Bioorganic & Medicinal Chemistry 14 ページ: 1029-1038
• [雑誌論文] Antineoplastic Agents. 551. Isolation and Structures of Bauhiniastatins 1-4 from Bauhinia purpurea. (2006)
  • 著者名/発表者名: Pettit, George R., Numata, Atsushi, Iwamoto, Chika, Usami, Yoshihide, Yamada, Takeshi, Ohishi, Hirofumi, Cragg, Gordon M.
  • 雑誌名: Journal of Natural Products 69 ページ: 323-327
• [雑誌論文] The development of crystallization and X-ray crystallographyh method of long stem DNA (2005)
  • 著者名/発表者名: Hirofumi Ohishi, Koji Tsukamoto, Mamiko Odoko, Kazimierz Grzeskowiak, Naoyoshi Maezaki, Nobuo Okabe, Tetsuaki Tanaka, Toshimasa Ishida
  • 雑誌名: Nucleic Acids Research Supplement ページ: 67-68
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Stabilization of the left-handed Z-DNA with monoamines and polyamines (2005)
  • 著者名/発表者名: Koji Tsukamoto, Mamiko Odoko, Hirofumi Ohishi, Yoichi Hiyama, Naoyoshi Maezaki, Nobuo Okabe, Tetsuaki Tanaka, Toshimasa Ishida
  • 雑誌名: Nucleic Acids Research Supplement ページ: 251-252
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] The development of crystallization and X-ray crystallography method of long stem DNA (2005)
  • 著者名/発表者名: Hirofumi Ohishi, Koji Tsukamoto, Mamiko Odoko, Kazimierz Rzeskowiak, Naoyoshi Maezaki, Nobuo Okabe, Tetsuaki Tanaka, Toshimasa Ishida
  • 雑誌名: Nucleic Acids Research Supplement ページ: 67-68
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Asymmetric Intramolecular Michael Addition of α-Sulfinyl Vinylic Carbanion to Enoates. (2004)
  • 著者名/発表者名: Maezaki, Naoyoshi, Sawamoto, Hiroaki, Yuyama, Sachiko, Yoshigami, Ryoko, Suzuki, Tomoko, Izumi, Mayuko, Ohishi, Hirofumi, Tanaka, Tetsuaki.
  • 雑誌名: Journal of Organic Chemistry 69 ページ: 6335-6340
• [雑誌論文] Berberine/γ-cyclodextrin inclusion structure studied by 1H-NMR spectroscopy and molecular-dynamics calculations. (2004)
  • 著者名/発表者名: Kamigauchi, Miyoko, Kanbara, Narumi, Sugiura, Makiko, Iwasa, Kinuko, Ohishi, Hirofumi, Ishida, Toshimasa.
  • 雑誌名: Helvetica Chimica Acta 87 ページ: 264-271
• [雑誌論文] The X-ray crystallographic study of the conformation of Z-DNA which bound to polyamine for the minor groove at room temperature and low temperature (2004)
  • 著者名/発表者名: Hirofumi Ohishi, Toshimasa Ishida, Kenji Suzuki, Kazimierz Grzeskowiak, Mamiko Odoko, Nobuo Okabe
  • 雑誌名: Nucleic Acids Research S2 ページ: 256-257
• [文献書誌] Kamigauchi, Miyoko: "Berberine/γ-cyclodextrin inclusion structure studied by 1H -NMR spectroscopy and molecular-dynamics calculations."Helvetica Chimica Acta. 87(1). 264-271 (2004)
• [文献書誌] Maezaki, Naoyoshi: "Synthesis of chiral vinylic sulfoxides by Pd -catalyzed asymmet ric sulfinylzincation"Tetrahedron. 59(50). 9895-9906 (2003)
• [文献書誌] In, Yasuko: "Concerted Interaction between conjugate d double bond CHs and multiplo OHs in polyene macrollde antiblotic chainin : weak : C-H・・・O interactions responsible for Intrinsic molecular assembly"Chemical Communications. 14. 1692-1693 (2003)
• [文献書誌] Harusawa, Shinya: "Synthesis of (±)-trans- or cis-(5-aminomethyltetrahydrofuranyl)imidazole by Mitsunobu cyclization : Synthetic studies toward novel histamine H3 or H4 -ligands"Chemical & Pharmaceutical Bulletin. 51(3). 325-329 (2003)
• [文献書誌] Kamigauchi, Miyoko: "Difference between enzymatic and chemical N -methylations of protoberberine -type alkaloid, dependent on the stereoisomer of (-)-N-methyl-7,8,13,13a-tetrahydroberberinium salt"Bulletin of the Chemical Society of Japan. 76(3). 587-593 (2003)