GCおよびAT選択的な新規リガンドを基本とするDNA配列認識分子の創製

2000 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 11672105
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 佐々木 茂貴 九州大学, 薬学研究院, 助教授 (10170672)
• 研究分担者: 永次 史 九州大学, 薬学研究院, 助手 (90208025) ; 鳥越 秀峰 理化学研究所, ジーンバンク室, 研究員 (80227678) ; 大石 宏文 大阪薬科大学, 情報科学解析センター, 助手 (00211095)
• キーワード: 配列選択性 / DNA配列認識 / 新規リガンド / ビステトラヒドロフラン / ビスフラン / ビスピロール / DNA結合

研究概要

背景・目的:DNA配列を認識する分子は、新しい医薬品の素材となるものと期待されている。低分子のDNA結合分子は、認識は限定された領域に限られるものの、生体内での利用効率が良く、医薬品への展開の可能性が高いため、有効な結合分子の開発が行われている。我々はすでにDNA結合分子として水溶性のモデル化合物を新たに分子設計し、ビステトラヒドロフラン化合物によるGC豊富配列の選択的認識、およびビスフラン化合物によるAT豊富配列の選択的な認識を実現した。本研究は、これらの研究結果を基に、新しいDNA配列認識分子の創製を目的として計画した。
成果:昨年度までアルキル基の長さがC_8でありアミノ基の立体化学がRRであるビステトラヒドロフラン化合物が、12merDNAと2本鎖:リガンド=1:1の化学量論で起こり、結合定数はおよそK_s=1x10^8M^<-1>と非常に強い結合であることを見いだした。このDNAの配列認識をDNase Iによるフットプリンティングにより詳細に調べたところ、GCGC配列に特異的であることが示され、DNA結合分子として特徴的な性質が明らかになった。ビスフラン骨格中の酸素原子を窒素に変換したビスピロール化合物の合成について検討し、ジアミジノビスピロール化合物を合成することができた。この新しいリガンドは、ビステトラヒドロフランおよびビスフラン化合物よりも結合能は落ちるものの、AT配列選択性を持つことが明らかになった。さらに、ジチオアミドビスピロール化合物はカチオン性置換基は有していないものの、比較的強い親和性を持つことが明らかになった。
結論:新しいDNA結合分子としての骨格として、ビステトラヒドロフラン、ビスフラン、ビスピロールを開発し、今後の低分子によるDNA配列の可能性を広げることができた。

研究成果

• [文献書誌] F.Nagatsugi,D.Usui,T.Kawasaki,M.Maeda,S.Sasaki: "Selective Reaction to a Flipping Cytidine of the Duplex DNA Mediated by Triple Helix Formation,"Bioorg & Med.Chem Lett. 11. 343-345 (2001)
• [文献書誌] S.Sasaki,T.Kanda,N.Ishibashi,F.Yamamoto,T.Haradahira,T.Okauchi,J.Maeda,K.Suzuki,M.Maeda: "4,5,9,10-Tetrahydro-1,4-Ethanobenz [b] quinolizine as a Prodrug for Its Quninolizinium Cation as a Ligand to the Open State of the TCP-Binding Site of NMDA Receptors"Bioorg & Med.Chem Lett. (印刷中).
• [文献書誌] S.Sasaki,T.Ehara,I.Sakata,Y.Fujino,N.Harada,J.Kimura,H.Nakamura,M.Maeda: "Development of Novel Telomerase Inhibitors Based on a Bisndole Unit,"Bioorg & Med.Chem Lett.,. (印刷中).
• [文献書誌] S.Sasaki,T.Shibata,H.Torigoe,Y.Shibata,M.Maeda: "Novel Class of DNA Binding Motifs Based on Bistetrahydrofuran and Bisfuran Skeleton with Long Alkyl Chains"Nucleoside & Nucleotides. (印刷中).
• [文献書誌] S.Sasaki: "Active Oligonucleotides Incorporating Alkylating Agent as Potential Sequence- and Base Selective Modifier of Gene Expression,"Eur.J.Phar.Sci... (印刷中).
• [文献書誌] Alam,Md.Rowshon;Maeda,Minoru;Sasaki,Shigeki: "DNA-Binding Peptides Searched from the Solid-Phase Combinatorial Library with the Use of the Magnetic Beads Attaching the Target Duplex DNA,"Bioorg & Med.Chem. 8. 465-473 (2000)