PNAの細胞膜透過性とがんの遺伝子治療

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 14030004
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 根東 義則 東北大学, 大学院・薬学研究科, 教授 (90162122)
• 研究分担者: 田中 好幸 東北大学, 大学院・薬学研究科, 講師 (70333797)
• キーワード: ペプチド核酸 / 遺伝子治療 / 細胞膜透過性 / 抗菌ペプチド / アンチセンス / αヘリックス / 遺伝子発現抑制 / 分子設計

研究概要

基本となる修飾PNA分子について分子設計を検討した。すなわちPNAを膜透過性ブロックと結合させることにより、遺伝子治療に適した分子設計を施すこととした。膜透過性ブロックの候補としてペプトイド、βペプチドなどのヘリックスを形成する分子に興味がもたれたので、これらの分子との連結を試みた。またペプトイドのホモローグであるβペプトイドもその化学的挙動を詳細に検討する必要があると考えられ新たなベクターとしての可能性を秘めているものと考えられる。また近年、抗菌ペプチドやヒト細胞の細胞膜透過性を有したペプチド配列が見つかってきている。これらのペプチド配列は標的細胞は異なるものの、共通した化学的性質を有している。これらのペプチドは塩基性アミノ酸と疎水性アミノ酸からなり、いずれもαヘリックスを形成しやすいという性質を有している。従ってこれらの性質を有したモデルペプチド配列としてKF10: KFFKFFKFFKという配列を用いることとした。KF10ペプチドを共有結合で連結した修飾ペプチドを化学合成することを計画した。今回、酵素活性の阻害を指標にアッセイを行うことを目的として、標的遺伝子をβ-ラクタマーゼ遺伝子とした。一般にアンチセンス核酸の標的部位としては、標的遺伝子のメッセンジャーRNA中、5'端に近い領域を標的部位としたほうが、遺伝子発現抑制効果が高いことが知られている。従って5'端近傍の配列に対するアンチセンスPNAを合成し、さらにPNAの末端に上記のペプチドKF10を化学合成により付加することを計画した。これらのコンセプトのもと、サンプル合成を行いペプチド付加型アンチセンスPNAを得ることができた。これらのアンチセンスPNA分子の溶液構造、特にペプチド配列のヘリックス形成能を解析する目的で、NMR測定に適した溶液条件の探索を行っている。今後上記アンチセンスPNA分子を用いたβ-ラクタマーゼ阻害活性の評価とNMRによる溶液構造の解析について実験を行う予定である。

研究成果

• [文献書誌] K.Yamazaki, Y.Nakamura, Y.Kondo: "Palladium-catalyzed tandem C,N-arylation of immobilized enamine for solid phase indole synthesis"J. Chem. Soc. Perkin Trans. 1. 2137-2138 (2002)
• [文献書誌] K.Yamazaki, Y.Kondo: "Palladium-Catalyzed Synthesis of Indole-3-carboxylates on a Solid Polymer Support"J. Comb. Chem.. 4(3). 191-192 (2002)
• [文献書誌] K.Yamazaki, Y.Kondo: "Immobilized a-diazophosphonoacetate as a versatile key precursor for palladium catalyzed indole synthesis on a polymer support"Chem Commun.. 210-211 (2002)
• [文献書誌] Y.Kondo: "Selective metalation and solid phase organometallic chemistry"Yakugaku Zasshi. 122(11). 919-927 (2002)
• [文献書誌] Y.Kondo: "Solid phase synthesis of organometallic and aromatic heterocyclic compounds"Yuki Gosei Kagaku Kyoukaishi. 60(5). 486-487 (2002)
• [文献書誌] Y.Tanaka, A.Toyozawa, Y.Kondo: "Physicochemical analysis of nucleobase-metal interactions"Nucleic Acids Research Supplement 2. 187-188 (2002)