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本研究はDNA・配位子・金属イオンの三元複合体の加水分解活性を検討することが目的である。アデニン基、チミン基及びグアニン基をメチレン鎖で結合した2-ジピリジルアミン誘導体を新規に合成し、これらの配位子・金属イオン錯体によるアデノシン5'-三リン酸(ATP)、ウリジン5'-三リン酸(UTP)及びプラスミドデオキシリボ核酸(DNA)などのリン酸エステルの加水分解活性について検討を行った。
まず始めに、配位子と銅イオンはUV吸収の変化から1対1の強い錯体を形成することを確かめた。ATPの加水分解は配位子及び金属イオン共存下、中性、40℃で反応し、イオン交換HPLCを用いて生成物ADPとAMPの定量分析を行った。種々の金属イオン錯体の中で、配位子・銅イオン錯体はATPとの濃度比2対1で最大活性を示し、ATPの末端のγーリン酸を位置選択的に加水分解し、ADPを生成することを見出した。この理由は配位子・銅イオン錯体は、ADPの加水分解を抑制するためである。銅イオンのみでは活性は高いが、ADPを生成し、次いでAMPを生成するため選択性は低い。^1H-及び^<31>P-NMR測定から、ATPと配位子の塩基間のπ-スタッキングやATPの3つのリン酸基への金属配位が重要であり、A-Aスタッキングの方がA-T間より強いことも見出した。
ついで、プラスミドsuper-coiled DNAと配位子・金属イオン錯体を反応させ、電気泳動によりDNA切断活性を検討し、配位子・亜鉛イオン錯体によりnicked DNAへの切断が効果的に起こっていることを見出した。DNA塩基対にこの配位子の塩基部がインターカレーターとして挿入し、形成した複合体の亜鉛イオンに配位している水酸イオンによりDNAの加水分解を引き起こしたと考えられ、一種の制限酵素モデルとして働く可能性を示したものと考えられる。
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