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本研究の目的は、生理的条件に近い希薄水溶液中で、薬物がDNAに結合した時に起こる構造変化を、個々の塩基レベルで追跡する方法を確立することである。方法としては、紫外共鳴ラマン分光法と選択的同位元素ラベル法を組み合わせた、新規な構造解析法用いる。紫外共鳴ラマン分光法は、μM濃度での核酸-薬物複合体のスペクトルが測定できる。さらに、通常のオリゴマーと、着目する1塩基だけを重水素置換したオリゴマーを用いて、同一条件で紫外共鳴ラマンスペクトルを測定し、両者の差スペクトルを計算する。重水素置換した部位以外の状態は同じであるから、これらのスペクトルは互いに相殺しあい、差スペクトル上には、重水素置換した1塩基だけの情報が残る。
今年度の研究実績として、特定のグアニン塩基について、そのイミダゾール環を8位を重水素ラベルとした、DNAオリゴマーを合成する方法を開発した。スペクトル解析を行うための基礎的研究として、置換イミダゾールについて、重水素化した場合のスペクトル変化を詳細に解析した。また、グアノシンモデル化合物を用いて、「未置換体-重水素置換体」の差スペクトルから、グアニン環の水素結合状態を明らかにできることを調べた。さらに、重水素置換オリゴマーを用いて、DNAへの相互作用様式がある程度明らかとなっているタンパク質(大腸菌のcAMP結合タンパク質)との結合に伴うスペクトル変化を調べることで、オリゴマー中の1つ1つのグアニン環の水素結合状態変化が解析できることを確認した。
グアニン環を選択的にラベルしたオリゴマーの合成が可能となり、また、モデル実験のレベルであるが本方法の有用性を確認できた。来年度は、当初の研究計画通り、生理的条件下のDNAへの結合様式が未知である、Aureolic acid類の抗癌剤について、DNAとの相互作用様式を調べる予定である。
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