• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

ホスト-ゲストを利用した二重鎖核酸のX線結晶構造解析

研究課題

研究課題/領域番号 21K06511
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分47020:薬系分析および物理化学関連
研究機関大阪大学

研究代表者

青山 浩  大阪大学, 大学院薬学研究科, 准教授 (60291910)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワードX線結晶構造解析 / 人工核酸 / 核酸医薬 / DNAナノテクノロジー
研究開始時の研究の概要

人工核酸を利用した核酸医薬やDNAナノテクノロジーの開発には、人工核酸が二重鎖を形成したときの立体構造情報はきわめて重要な知見となる。そこで本研究では、人工核酸の種類や塩基配列の変化に対応できるX線結晶構造解析法を確立することを目的とする。このことを利用すれば、立体構造に基づいた合理的な分子設計が可能になるため、革新的な技術が創出されると期待される。

研究成果の概要

核酸糖部の立体配座の揺らぎを抑えた糖部架橋型人工核酸をオリゴヌクレオチドに導入した立体構造をX線構造解析により明らかにした。アミド結合を有する糖部架橋型人工核酸(AmNA)、グアニジノ基を有する糖部架橋型人工核酸(GuNA) 、GuNAのグアニジノ窒素をメチル基に置換したGuNA[Me,Me]、GuNAのグアニジノ窒素をメチル基とtert-ブチル基に置換したGuNA[Me,tBu]を研究対象とした。このうちGuNA[Me,tBu]では、tert-ブチル基が副溝に位置し強い疎水性相互作用を形成するともに追加の水素結合の存在が相補鎖との高い親和性を獲得する原因であることが明らかとなった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

核酸医薬とは「DNAやRNAの構成成分であるヌクレオチドからなり、化学合成により製造される医薬品」のことを指し、疾患の原因となるタンパク質の発現を抑えたり、スプライシングを制御したりすることで薬効を発揮する。このためには画期的な人工核酸を創製する必要があるが、新たに合成された人工核酸が二重鎖を形成したときの構造を明らかにする視点は欠けており、合理的な分子設計を行うには不十分であった。そこで、本研究では4種類の糖部架橋型人工核酸(計5個)のX線結晶構造を明らかにし、構造が機能に影響を及ぼす要因を明らかにした。また、高難度結晶のX線解析を達成するために新たな測定法も導入した。

報告書

(4件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (2件)

すべて 2023

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (1件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Mechanism of the extremely high duplex-forming ability of oligonucleotides modified with N-tert-butylguanidine- or N-tert-butyl-N′- methylguanidine-bridged nucleic acids2023

    • 著者名/発表者名
      Yamaguchi Takao、Horie Naohiro、Aoyama Hiroshi、Kumagai Shinji、Obika Satoshi
    • 雑誌名

      Nucleic Acids Research

      巻: 51 号: 15 ページ: 7749-7761

    • DOI

      10.1093/nar/gkad608

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Structures of increased duplex-forming ability of oligonucleotides modified with N-tert-butyl-guanidine-bridged nucleic acids2023

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Aoyama, Naohiro Horie, Takao. Yamaguchi, Shuji Kumagai, Satoshi Obika
    • 学会等名
      第26回国際結晶学会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会

URL: 

公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi