刺激応答性核酸の構築

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13132206
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 和田 健彦 大阪大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (20220957)
• キーワード: アンチセンス / 核酸 / 認識制御 / 機能性核酸 / on-off制御 / ヌクレオシド / DNAチップ / 水素結合

研究概要

核酸認識・機能発現過程においては、ヌクレオシドの塩基部配向が大きな影響をおよぼしており、効果的な認識にはanti配向を取ることが重要である。この塩基部配向を変化させ、さらにコントロールすることが可能になれば核酸認識・機能発現制御が可能になると考えられる。私は、リボフラノース部2',3'位でのホウ酸エステル形成およびピリミジン塩基が有する2位カルボニル酸素とフラノース部5'-アミノ水素間での分子内水素結合形成の共同効果により効果的にsyn配向誘起が達成されることを明らかにした。さらに、ヌクレオシド部に未修飾の2'位および3'位水酸基を有する核酸モデル分子の設計・合成を検討し、ホウ酸類によるコンフォメーションおよび認識能の変化、アンチセンス効果を中心とした様々な機能の外部因子による制御について検討した。
5'-アミノ-5'-デオキシピリミジンリボヌクレオシドを2',3'-水酸基フリーな状態で認識部位として導入した核酸モデルとして、4種類の核酸塩基有する5'-アミノヌクレオシドをグルタミン酸のα-カルボキシル基にアミド結合により認識部位を導入したγ-PRNAモノマーを合成した。この4種類のモノマーを用いて、いくつかのシーケンスを有するγ-PRNAを合成し、ターゲットオリゴヌクレオチドとの相互作用・融解温度・コンプレックスの高次構造についてUV・CDスペクトルにより検討した。その結果、プリン-ピリミジン混合配列を有するPRNAオリゴマー(5,6)は、N末端をFmoc基により保護したモノマーを用いてペプチド固相法により合成した。5,6いずれのPRNAオリゴマーもリン酸緩衝液中でピリミジン塩基部はanti配向を優先するのに対し、ホウ酸添加系では効率よくsynに配向変化することが明らかとなった。さらに、自己相補的配列を有するPRNA12量体を用いてPRNA-PRNAコンプレックス形成について検討した結果、リン酸緩衝液中約40%の淡色効果を示し、35℃のTmを示す安定なコンプレックスを形成することが明らかとなった。一方、この系にホウ砂を添加するとPRNA-PRNAコンプレックスが迅速に解離することが示された。

研究成果

• [文献書誌] T.Wada, P.Jiang, E.Tsukada, A.Tai, M.Ishikawa, Y.Inoue: "Unique Dual Fluorescence of Sterically Congested Hexaalkyl Benzenehexacarboxylates : Mechanism and Application to Viscosity Probing"J. Am. Chem. Soc.. 124. 6942 (2002)
• [文献書誌] S.Asaoka, T.Wada, Y.Inoue: "Microenvironmental Photochirogenesis -Enantiodifferentiating Anti-Markovnikov Photoaddition of Alcohols to Alkenes Sensitized by Chiral Naphthalenecarboxylates-"J. Am. Chem. Soc.. 125(in press). (2003)
• [文献書誌] H.Sato, Y.Hashimoto, M.Kikkawa, T.Wada, Y.Inoue: "DNA Recognition Control of γ-PRNA and Mismatched Base Effects upon Complex Stability"Nucleic Acids Res. Supple. 2. 159 (2002)
• [文献書誌] T.Wada, M.Kaneda, S.Asaoka, H.Ikeda, T.Mori, Y.Inoue: "Discontinuous pressure effect upon enantiodifferentiating photosensitized isomerization of cyclooctene"Chem. Comm.. 1272 (2002)
• [文献書誌] S.Shim, K.Chul, S.Dong, D.Yoo, T.Wada, Y.Inoue: "Diastereoselectivity Control in Photosensitized Addition of Methanol to (R)-(+)-Limonene"J. Org. Chem. 67. 5718 (2002)
• [文献書誌] T.Wada, R.Saito, M.Kaneda, A.Katoh, Y.Inoue: "First asymmetric photosensitization in supercritical fluid. Exceptionally high pressure/density dependence of optical yield in photosensitized enantiodifferentiating isomerization of cyclooctene"Chem. Lett.. 860 (2002)
• [文献書誌] T.Mori, J.Shinkuma, M.Sato, H.Saito, T.Wada, Y.Inoue: "The first circular dichroism observation for organic radical cations : chiroptical properties of neomenthyloxy-and isobornyloxyanisole radicalcations"Enantiomer. 7. 115 (2002)
• [文献書誌] 和田健彦(分担執筆): "一目で分かる先端科学の基礎"大阪大学出版会. 300 (2002)