高分子量核酸、核酸-蛋白質複合体の構造解析に有効な同位体標識技術の開発と応用

1996 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 08680725
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 研究機関: 東京都立大学
• 研究代表者: 小野 晶 東京都立大学, 理学部, 助教授 (10183253)
• キーワード: 安定同位体 / DNAオリゴマー / RNAオリゴマー / 多次元NMR / 化学合成 / ヘア-ピン構造 / 微生物発酵 / ヌクレオシド

研究概要

(1)平成8年度においては、基板技術である安定同位体標識DNA/RNAオリゴマーの化学合成法の確立を第一の目標とした。微生物発酵法と化学合成法を組み合わせて用いる^<13>C/^<15>N-標識プリンヌクレオシド類(アデノシン、グアノシン、2'-デオキシアデノシン、2'-デオキシグアノシン)の合成ルート、^<13>C/^<15>N-標識ピリミジンヌクレオシド類(ウリジン、シチジン、2'-デオキシシチドン、チミジン)化学合成ルートを確立した。
(2)合成された標識ヌクレオシド類をDNA/RNAオリゴマー合成用のモノマーユニットへと効率良く誘導する手法について確立した。
(3)標識モノマーユニットが貴重であるため、モノマーユニットの消費を最小限に押さえ、かつ良好な収率でオリゴマーが得られる自動合成プロトコールをを見い出し、通常のプロトコールの約1/3のモノマーユニットで収率良くDNAオリゴマーを合成した。
(4)全残基均一標識DNAオリゴマーとして5'-d(CGCGAATTCGCG)-3'を、全残基均一標識RNAオリゴマーとして5'-r(GGCGAAAGCC)-3'を合成した。
(5)RNAオリゴマー、5'-r(GGCGAAAGCC)-3'、はヘア-ピン構造を形成した。多核種多次元NMRスペクトルを測定したところ、ループ部位が局所的に運動していることが観測された。
(6)糖部^<13>C/^2H-多重標職ヌクレオシドの合成法を検討し、2'-位、3'-位、4'-位、5'-位の任意の位置に選択的に重水素を導入する手法を確立した。

研究成果

• [文献書誌] Akira Ono: "Synthesis of (5'S)-[5'-^2H_1 ; 1',2',3',4',5'-^<13>C_5]-Thymidine via Stereoselective Deuteration of a 5-Oxoribose Derivative" Tetrahedron Letters. 38・3. 395-398 (1997)
• [文献書誌] Akira Ono: "Synthesis of (5R)-and (5'S)-[5-^2H_1]-ribonucleosides using asymmetric hydride transfer reaction for 5-formyl ribase" Nucleic Acids Symposium Series No.35. 35. 73-74 (1996)
• [文献書誌] Toko Shiina: "Structural analysis of DNA by isotope-aided NMR : application of ^<13>C/^2H-doubly labeled DNA oligomers" Nucleic Acids Symposium Series. 35. 17-18 (1996)
• [文献書誌] Shin Kataoka: "NMR spectral and structural studies of an RNA hairpin by specific isotope labeling method" Nucleic Acids Symposium Series. 35. 93-94 (1996)
• [文献書誌] Yu Oogo: "Synthesis of 5'-monodeuterated nucleosides from glucose with various [(5'S)-^2H_1]/[(5'R)-^2H_1]-ratios" Nucleic Acids Symposium Series. 35. 77-78 (1996)