協同的DNA分子認識能を有する遺伝子治療薬の分子設計

1998 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 09555283
• 研究機関: 東京医科歯科大学
• 研究代表者: 杉山 弘 東京医科歯科大学, 医用器材研究所, 教授 (50183843)
• 研究分担者: 斎藤 博満 協和発酵, 富士工場, 主査(研究職)
• キーワード: 抗がん剤 / ヘテロダイマー / デュオカルマイシン / デイスタマイシン / 塩基配列 / 分子認識

研究概要

本研究の目的は、最近、我々は抗生物質デュオカルマイシンがディスタマイシンなどの他種分子とヘテロダイマーを形成による協同的なDNAの配列認識の分子機構を明らかにし、その成果を基礎に、DNAを特定位置で切断できる協同的分子認識能を持つ新しいタイプのアルキル化剤の分子設計を目的とする。さらに、それらのDNAアルキル化能力と生物活性を評価し、適宜改良を加えることにより、実際に実用に耐え得る高度な配列特異性をもつ遺伝子治療用の医薬品を開発しようというものである。
1) 協同的DNAアルキル化反応の分子レベルでの解析・著者らが最近、見い出したデュオカルマイシンのヘテロダイマーを形成による協同的にDNAの分子認識によるアルキル化についてその分子機構を詳細に解析した。750MHz1HNMRを用いて、ヘテロダイマーの構造をディスタンスジオメトリー法により解明した。現有のコンピューターグラフィックスシステムを用いてこれらの相互作用を視覚化し、既存のDNA切断分子の巧妙な協同的分子認識について詳しく評価し、その体系化を試みた。全自動シーケンサーを利用してDNA切断の解析を効率よくまた迅速に行うう手法を確立した。
2) 新しいDNA切断分子の分子設計・上記の検討で得られた知見に基づき、高いDNA塩基配列認識能もつ協同的分子認識能を持つ新しいタイプの分子対の設計を行い化学合成した。具体的にはDuocarmycin B2のNaOMeによる加水分解により得られるDuo AのA環生成物にメチルイミダゾール、メチルピロールペプチドのDNA結合性認識ユニットを共有結合きせた種々の化合物を合成し、その反応性について検討した。その結果400塩基対の2本鎖DNAを1ケ所で切断する分子の合成に成功した。

研究成果

• [文献書誌] Sugiyama,H: "Stabilization of Hoogsteen Base Pairing By Introduction of NH2 Group at the C8 Position of Adenine." Tetrahedron Letters. 39. 5221-5224 (1998)
• [文献書誌] Sugiyama,H: "Facile Synthesis of Puromycin-Tethered Oligonucleotides at the 3'End.I" Tetrahedron Letters. 39. 5975-5978 (1998)
• [文献書誌] Sugiyama,H: "Product Analysis of GG-Specific Photooxidation of DNA via Electron Transfer:2-Aminoimidazolone as a Major Guanine Oxidation Product." J.Am.Chem.Soc.120. 7373-7374 (1998)
• [文献書誌] Sugiyama,H: "Conformation Dependent Photochemistry of 5-Halouracil-Containing DNA:Stereospecific 2'α-Hydroxylation of Deoxyribose in Z-form DNA" J.Am.Chem.Soc.121. 1391-1392 (1999)
• [文献書誌] Sugiyama,H: "Highly Efficient DNA Interstrand Crosslinking Induced by an Antitumor Antibiotic,Carzinophilin" Tetrahedron Letters. 40. 315-318 (1999)