アミノアシルtRNAの革新的精密有機化学合成

2008 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 20750129
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 大窪 章寛 東京工業大学, 大学院・生命理工学研究科, 助教 (60376960)
• キーワード: tRNA / 核酸 / 有機化学 / 高分子化学

研究概要

本研究課題は、非天然アミノ酸を有するアミノアシルtRNAを使って、酵素の触媒部位を有機化学的知見に基づいて改変し、今まで触媒できなかった反応までも進行させることのできる"スーパー人工酵素"の構築を最終目標としている。そのために、まず、塩基性条件下不安定なエステル結合を有するために、合成が非常に難しく報告例の少ない、修飾アミノアシルtRNAの簡便かつ効率的な固相合成法の確立を目指した。そこで、20年度は一切塩基性条件を用いない「酸脱保護RNA合成法」の開発をおこなった。
最近の我々の研究により、RNAオリゴマー中の塩基部位に導入したホルムアミジン型の保護基(ジメチルアミノメチレン基ならびにジブチルアミノメチレン基)が、酸性条件下加熱処理によりホルミル基を経由し、脱保護されることがわかっていた。そこで、種々の酸性条件を検討した結果、イミダゾリウムトリフラートを用いた場合、pH4.8の穏和な条件でも50℃の熱を加えることで核酸塩基に導入したホルムアミジン型保護基が迅速に除去できることを見いだした。これは、この脱保護反応の反応速度が脱保護試薬の酸性度だけでなく、求核性にも影響を受けることを示唆している。さらに、この条件をRNAの固相合成に適応させたところ、2'水酸基に用いたシリル型の保護基、および固相担体とRNAオリゴマーとをつなぐシリルリンカーも同時に切断できることがわかった。
現在は、非天然アミノ酸を有するアデノシンを固相担体にシリルリンカーを介して導入し、酸脱保護iRNA合成法を用いてアミノアシルRNAの合成をおこなっている。

研究成果

• [雑誌論文] Introduction of 3'-terminal nucleosides having a silyl-type linker into polymer supports with out base protection (2009)
  • 著者名/発表者名: Ohkubo A, Noma Y, Aoki K, Tsunoda H, Seio K, Sekine M
  • 雑誌名: Journal of the Organic Chemistry 74 ページ: 2817-23
  • 査読あり
• [雑誌論文] New thermolytic carbamoyl groups for the protection of nucleobases (2009)
  • 著者名/発表者名: Ohkubo A, Kasuya R, Miyata K, Tsunoda H, Seio K, Sekine M.
  • 雑誌名: Organic & biomolecular chemistry 7 ページ: 687-694
  • 査読あり
• [雑誌論文] Protected DNA Probes' capable of strong hybridization without removal of base protecting groups (2008)
  • 著者名/発表者名: Ohkubo A, Kasuya R, Sakamoto K, Miyata K, Taguchi H, Nagasawa H, Tsukahara T, Watanobe T, Maki Y, Seio K, Sekine M.
  • 雑誌名: Nucleic Acids Research 36 ページ: 1952-1964
  • 査読あり
• [学会発表] Development of new methods for the synthesis of RNA oligonucleotides having base-labile functional groups (2008)
  • 著者名/発表者名: 大窪章寛
  • 学会等名: 18^<th> International roundtable on nucleosides, Nucleotides and Nucleic Acids
  • 発表場所: 京都大学
  • 年月日: 2008-09-09