ポリアミンと左巻きDNAの相互作用に関する構造科学的研究

2003 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 15590051
• 研究機関: 大阪薬科大学
• 研究代表者: 大石 宏文 大阪薬科大学, 薬学部, 講師 (00211095)
• キーワード: X線結晶構造解析 / B-Z転移機構 / 転写 / Z-DNA / 高塩濃度 / マイナーグルーブ / スーパコイル / ポリアミン

研究概要

私たちはd(CGCGCG)とN-(2-aminoethyl)-1,4-diamino-butane(PA(24))complex、d(CGCGCG)とspermidine(PA(34))complex、d(CGCGCG)とthermospermine(PA(334))complex、d(CGCGCG)とN^1[2-(2-amino-ethylamino)-ethyl]-ethane-1,2-diamine(PA(222))complex、d(CGCGCG)とthermine(PA(333))complex、d(CGCGCG)とN^1-{2-[2-(2-Amino-ethylamino)-ethylamino]-ethyl}-ethane-1,2-diamine PA(2222)の結晶化を高塩濃度条件下で行った。d(CGCGCG)とPA(333)complexとd(CGCGCG)とPA(2222)complexの結晶化については4℃と20℃の2種類の条件下での結晶化を行いX線結晶構造解析を行った。スーパコイルにZ-DNAを導入する際には今回、私たちが解析した短いDNAではなく非常に長いZ-DNAが必要になるZ-DNAはマイナーグルーブが非常に大きいためZ-DNAが長くなればなるほどマイナーグルーブのキャビティが大きくなり構造が崩れやすくなることがわかっている。そこで私たちはd(CGCGCGCGCGCG)にPA(2222)を4当量混ぜ結晶化を10℃で行ったところ非常にきれいなヘキサゴナル状の結晶を得ることができた。既に高エネルギー加速器研究機構とSPring-8で1.5Åまでのデータ測定も終わり現在解析中である。この構造が解析されれば長鎖のDNAの安定化に大きな示唆を与えるとともにB-Z転移機構にも大きな示唆を与えられることが示唆されている。私たちはこれらのデータをもとにB型とZ型の混ざった構造を持つDNAの結晶化を検討した。これらの構造が明らかにされればB-Z転移機構が明らかにされるのはもとよりスーパコイリングの機構を解明できることで世界中から注目されている研究である。私たちは既にこれらの結晶化を行うことができ3.0Åまでのデータは得られている。現在、高分解能のデータを得るための結晶化を検討中である。更に私たちはDNAからRNAへの転写の機構を解明するためDNAとRNAの複合体の結晶作成に挑んでいる。これは世界でも類を見ない非常に難しい結晶化でこの2年以内に結晶化することを検討している。

研究成果

• [文献書誌] Kamigauchi, Miyoko: "Berberine/γ-cyclodextrin inclusion structure studied by 1H -NMR spectroscopy and molecular-dynamics calculations."Helvetica Chimica Acta. 87(1). 264-271 (2004)
• [文献書誌] Maezaki, Naoyoshi: "Synthesis of chiral vinylic sulfoxides by Pd -catalyzed asymmet ric sulfinylzincation"Tetrahedron. 59(50). 9895-9906 (2003)
• [文献書誌] In, Yasuko: "Concerted Interaction between conjugate d double bond CHs and multiplo OHs in polyene macrollde antiblotic chainin : weak : C-H・・・O interactions responsible for Intrinsic molecular assembly"Chemical Communications. 14. 1692-1693 (2003)
• [文献書誌] Harusawa, Shinya: "Synthesis of (±)-trans- or cis-(5-aminomethyltetrahydrofuranyl)imidazole by Mitsunobu cyclization : Synthetic studies toward novel histamine H3 or H4 -ligands"Chemical & Pharmaceutical Bulletin. 51(3). 325-329 (2003)
• [文献書誌] Kamigauchi, Miyoko: "Difference between enzymatic and chemical N -methylations of protoberberine -type alkaloid, dependent on the stereoisomer of (-)-N-methyl-7,8,13,13a-tetrahydroberberinium salt"Bulletin of the Chemical Society of Japan. 76(3). 587-593 (2003)