遺伝子発現に関与する核酸の特異構造と金属イオンの役割

1999 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 11116226
• 研究機関: 甲南大学
• 研究代表者: 杉本 直己 甲南大学, 理学部, 教授 (60206430)
• キーワード: DNA / RNA / リボザイム / デオキシリボザイム / カルシウムイオン / ループ / ダウンサイジング / 反応速度

研究概要

リボザイムは、核酸の切断や連結反応などの触媒機能を有するRNA分子である。さらにリボサイムと同様に機能を有する機能性DNA(デオキシリボザイム)も、インビトロ選択法などを用いて人工的に作られている。このような機能性核酸は、その機能の重要性や、遺伝子発現・タンパク質機能との関連などから、エイズやガンなどの遺伝子を切断する新しいタイプの分子として、またあらゆる生体反応を触媒できる可能性を秘めた新しい機能性材料として期待されている。本研究では、新たな機能を有するデオキシリボサイムの開発を試みた。その結果、RNA切断機能を有するカルシウムイオン特異的な小型デオキシリボサイムの開発に成功した。我々はPb^<2+>イオンによって12塩基からなる基質RNAを部位特異的に切断する小型リボサイムの開発を行っていたが、今回新たにRNAを部位特異的に切断するデオキシリボサイム(bGCCTGGCA-G_1G_2C_3T_4A_5G_6C_7T_8A_9C_<10>A_<11>A_<12>C_<13>G_<14>A_<15>GTCCCT;下線はループ部位を示す)を基本型とし、ダウンサイジング法によるデオキシリボサイムの小型化と各種金属イオンによる活性効率の検討を行った。その結果、基本型デオキシリボザイムのループから4塩基を取り除いた11塩基(dG_1G_2C_3T_4A_9C_<10>A_<11>A_<12>C_<13>G_<14>A_<15>)からなる小型デオキシリボザイムを創製できた。また、この小型デオキシリボザイムは、Ca^<2+>存在下でのみ活性を示すカルシウムイオン特異的な新型核酸酵素であることもわかった。

研究成果

• [文献書誌] N.Sugimoto: "Effect of metal ions and sequence of deoxyribozymes on their RNA cleavage activity"J,Chem,Soc.,Perkin Trans.2. 1381-1386 (1999)
• [文献書誌] N.Sugimoto: "A novel screening method for combinatorial chemistry for low affinity interactions"Chem.Commun.. 677-678 (1999)
• [文献書誌] J.Kawakami: "A Selection of short peptides that interact with a porphyrin as a small target by immobilized phage display"Chem.Commun.. 1765-1766 (1999)
• [文献書誌] N.Sugimoto: "α-β Structural Transition of Short Oligopeptides by Water/Organic Solvent Titration"Chem.Lett.. 637-638 (1999)
• [文献書誌] S.Nakano: "Nucleic Acid Duplex Stability:Influence of Base Composition on Cation Effect"Nucleic Acids Res.. 27. 2957-2965 (1999)
• [文献書誌] J.Zou: "Effect of copper ion on conformations of short alanine-based peptides with single Trp/His stacking interactions"Protein and Peptide Lett.. 6. 373-378 (1999)