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本研究は、天然DNAの塩基対形成のドライビングフォースである水素結合を、金属配位結合に置き換えた人工DNAを創製し、遺伝子発現制御や機能性分子構築に展開することを目的とした。本年度は、二座配位子であるヒドロキシピリドンを核酸塩基としてもつ人工ヌクレオシドを数工程で合成し、それらが銅(II)イオンにより塩基対を形成することをESI-TOF型質量分析および吸収スペクトル法により確認した。これらの塩基対をオリゴヌクレオチドに導入すべくホスホロアミダイト体に誘導し、DNA自動合成機により天然DNAオリゴマーの中央部に一つないし二つ導入することに成功した。それらの構造はMALDI-TOF型質量分析により確認した。紫外可視吸光度法による融解実験により、銅(II)イオンの存在下では、融点が上昇し二重鎖が熱力学的に著しく安定化されることが明らかとなった。また、オリゴマー中の銅(II)錯体の形成は、紫外吸収スペクトルの変化により確認できた。マイクロモル濃度の条件下では、これらはほとんど錯体を形成しないが、核酸の内部に取り込まれることにより、多点水素結合やスタッキング相互作用が協奏的に働き、安定な錯体が形成されたと推定している。さらに吸光度の温度依存性の実験より、二重鎖が解離する高温状態では、銅(II)イオンはヒドロキシピリドンから解離していることがわかった。今後、さらに多くのヒドロキシピリドン型ヌクレオチドを天然型DNAオリゴマーに導入し、金属のナノ集積化や遺伝子発現制御に向けて研究を進める予定である。
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