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酸化還元反応と共役する冥王代ヌクレオチド生成反応

公募研究

研究領域冥王代生命学の創成
研究課題/領域番号 15H01062
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関東京工業大学

研究代表者

清尾 康志  東京工業大学, 生命理工学院, 准教授 (20313356)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
7,930千円 (直接経費: 6,100千円、間接経費: 1,830千円)
2016年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2015年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
キーワード分子進化 / シュライバーサイト / ヌクレオシド合成 / 亜リン酸 / 核酸化学 / 化学進化 / ヌクレオシド生成 / N-グリコシド結合 / 酸化還元反応
研究実績の概要

本研究では、冥王代におけるヌクレオシドの生成のメカニズムとして、酸化剤と還元剤とか反応うすることに共役して、リボースと核酸塩基とが縮合する反応を考え、有機化学反応の一種である光延反応をモデル化合物として検討そ行った。その結果、光延試薬としてトリブチルホスフィンとアゾジカルボニルジピペリジンを用いて、水酸基を保護したデオキシリボースと種々、のプリン塩基もしくはピリミジン塩基を反応させることで効率よくデオキシヌクレオシドが生成することが分かった。また、上記の光延試薬の他にも冥王代地球環境下で存在しえた、ホスフィナイトやマレイン酸を用いて反応を行った場合も同様に光延反応が進行することが分かり、冥王代においても適切な酸化剤と還元剤の組み合わせが存在すれば、類似の反応によりヌクレオシドが生成する可能性が示唆された。
また、リボースが活性化されるもうひとつのメカニズムとして、冥王代に存在したシュライバーサイトおよびシュライバーサイトから生成する還元的リン化学種が反応した可能性を考え、シュライバーサイトから生成するジホスホン酸と種々の生命分子前駆体との反応を検討した。その結果、反応系のpHを9程度の弱アルカリ性に保つことで、ヌクレオシド、リボース、グリセロールなどの水酸基が亜リン酸化されることが分かった。さらに、検討を進めたところ、チロシン、セリン、スレオニンなどの側鎖も同様の条件で亜リン酸化されることが分かった。
これらの結果から、冥王代地球環境に存在したと予想される還元的なリン化学種が生命分子の分子進化に関与していることが示唆された。

現在までの達成度 (段落)

28年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

28年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2017 2016

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Enzymatic synthesis and reverse transcription of RNAs incorporating 2 -O-carbamoyl uridine triphosphate2016

    • 著者名/発表者名
      Masaki Y, Ito H, Oda Y, Yamazaki K, Tago N, Ohno K, Ishii N, Tsunoda H, Kanamori T, Ohkubo A, Sekine M, Seio K.
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 52 号: 87 ページ: 12889-12892

    • DOI

      10.1039/c6cc05796a

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 7-(Benzofuran-2-yl)-7-deazadeoxyguanosine as a fluorescence turn-ON probe for single-strand DNA binding protein2016

    • 著者名/発表者名
      Tokugawa M, Masaki Y, Canggadibrata JC, Kaneko K, Shiozawa T, Kanamori T, Grotli M, Wilhelmsson LM, Sekine M, Seio K.
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 52 ページ: 3809-3812

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書 2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] ピリダジン-3-オンを核酸塩基部に有する核酸の核酸合成酵素による合成2017

    • 著者名/発表者名
      長岡健斗・友利貴人・竹下玲央・宮武佑弥・正木慶昭・関根光雄・清尾康志
    • 学会等名
      第97日本化学会春季年会
    • 発表場所
      慶応大学日吉キャンパス
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] DNA ポリメラーゼによる取り込み能向上を目指した光ケージ ドヌクレオシド三リン酸の合成と性質2017

    • 著者名/発表者名
      竹下玲央・大野健太郎・長岡健斗・正木慶昭・清尾康志
    • 学会等名
      第97日本化学会春季年会
    • 発表場所
      慶応大学日吉キャンパス
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 糖および糖前駆体とジホスホン酸との反応の検討2017

    • 著者名/発表者名
      塩澤貴史・友利貴人・金子和平・正木慶昭・清尾康志
    • 学会等名
      第97日本化学会春季年会
    • 発表場所
      慶応大学日吉キャンパス
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Chemical and enzymatic synthesis of photo-caged DNA containing of N1 -nitrobenzyl-2'- deoxypseudouridine for UV dependent regulation of transcription2016

    • 著者名/発表者名
      Takeshita L, Ohno K, Masaki Y, Sekine M, Seio K.
    • 学会等名
      The 43rd International Symposium on Nucleic Acids Chemistry
    • 発表場所
      熊本大学
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Synthesis and Enzymatic properties of C-nucleoside Triphosphate Containing Pyridazin-3- one as a uracil analog2016

    • 著者名/発表者名
      Tomori T, Nagaoka K, Miyatake Y, Masaki Y, Sekine M, Seio K.
    • 学会等名
      The 43rd International Symposium on Nucleic Acids Chemistry
    • 発表場所
      熊本大学
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2018-03-28  

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