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2014 年度 実績報告書

スプリット有機分子触媒の創成および化学的シグナル増幅系への応用

研究課題

研究課題/領域番号 24350040
研究機関熊本大学

研究代表者

井原 敏博  熊本大学, 自然科学研究科, 教授 (40253489)

研究分担者 櫻井 敏彦  鳥取大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (10332868)
今堀 龍志  東京理科大学, 工学部, 講師 (90433515)
研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
キーワードDNA / 触媒反応 / コンジュゲート / 協同性 / 加水分解 / 金属錯体
研究実績の概要

平成26年度は、基質を取り込むための環境としてβ-シクロデキストリン(βCyD)を用いることにした。DNA末端にβCyDを化学修飾し(CyD–DNA)DNAテンプレートの特定の箇所にこれを配置する。対となるDNAとしてこれまでに合成してきたBrønstedの酸や塩基を修飾したDNAコンジュゲートを使用することができる。また、今回、2,2’-ジピコリルアミン(DPA)を修飾したDNA(dpa-DNA)を新たに合成し、これを亜鉛錯体としてCyD–DNAと併せて使用することにした。
CyD–DNAコンジュゲートの合成法は申請者らのこれまでの研究により既に確立されており、期待通り調製することができた。dpa-DNAの合成の先行例はなかったが、DPAをペプチドに修飾した例を参考にして合成することができた。これらDNAコンジュゲートの合成、および以下で述べる色素系エステルの合成においては購入したフラッシュクロマト装置を使用した。両DNAコンジュゲート、および両者と相補的なタンデム配列を有する鋳型DNA存在下、色素系のエステルを基質として、DNAを反応場とした加水分解反応の促進を観察した。しかしながら、あらゆるすべてのDNAコンジュゲートの組合わせに関して、リン酸エステルの加水分解の促進を観察することはできなかった。そこで、より活性なカルボン酸エステル(p-ニトロフェノールのエステル)を基質として合成して使用した。その結果、dpa-DNAとCyD–DNAコンジュゲートの組合わせにおいて、加水分解反応の有意な加速を確認することができた。修飾分子(DPA、βCyD)とDNAを繋ぐリンカーの長さ、鋳型DNA中の活性部位近傍の塩基配列、pH、温度などを変化させることで最適な条件を探す必要がある。超分子化学、分析化学の観点から将来性のある興味深い結果である。

現在までの達成度 (段落)

26年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

26年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額が生じた理由

26年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額の使用計画

26年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2015 2014 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (8件) (うち招待講演 2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Metal Ion-directed Dynamic Splicing of DNA through Global Conformational Change by Intramolecular Complexation2015

    • 著者名/発表者名
      T. Ihara, H. Ohura, C. Shirahama, T. Furuzono, H. Shimada, H. Matsuura, Y. Kitamura
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 6 ページ: 6640

    • DOI

      10.1038/ncomms7640

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Alteration of DNAzyme Activity by Silver Ion2014

    • 著者名/発表者名
      S. Urata, T. Miyahata, H. Matsuura, Y. Kitamura, T. Ihara
    • 雑誌名

      Chemistry Letters

      巻: 43 ページ: 1020-1022

    • DOI

      10.1246/cl.140197

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Potentiometric DNA Sensing Platform Using Redox-Active DNA Probe Pair for Sandwich-Type Dual Hybridization at Indicator Electrode Surface2014

    • 著者名/発表者名
      K. Nakano, T. Kimura, Y. Kitamura, T. Ihara, R. Ishimatsu, T. Imato
    • 雑誌名

      Journal of Electroanalytical Chemistry

      巻: 720-721 ページ: 71-75

    • DOI

      10.1016/j.jelechem.2014.03.029

    • 査読あり
  • [雑誌論文] In Situ Oxygenous Functionalization of a Graphite Electrode for Enhanced Affinity toward Charged Species and a Reduced Graphene Oxide Mediator2014

    • 著者名/発表者名
      M. R. Karim, Y. Ikeda, T. Ide, S. Sugito, K. Toda, YM. R. Karim, Y. Ikeda, T. Ide, S. Sugimoto, K. Toda, Y. Kitamura, T. Ihara, T. Matsui, T. Tani. Kitamura, T. Ihara, T. Matsui, T. Taniguchi, M. Koinuma, Y. Matsumoto, S. Hayami
    • 雑誌名

      New Journal of Chemistry

      巻: 38 ページ: 2120-2127

    • DOI

      10.1039/c3nj01471a

    • 査読あり
  • [学会発表] Stimuli-responsive DNA Splicing through Global Conformational Change2015

    • 著者名/発表者名
      Toshihiro Ihara, Hiroyuki Ohura, Hidenaga Kodani, Shoma Urata, Yusuke Kitamura
    • 学会等名
      日本化学会第95春季年会2015
    • 発表場所
      日本大学船橋キャンパス
    • 年月日
      2015-03-26 – 2015-03-29
  • [学会発表] Biosensing Based on Catalytic Formation of Luminous Metal Complexes on DNA2015

    • 著者名/発表者名
      Rie Ozaki, Yukina Azuma, Yusuke Kitamura, Toshihiro Ihara
    • 学会等名
      日本化学会第95春季年会2015
    • 発表場所
      日本大学船橋キャンパス
    • 年月日
      2015-03-26 – 2015-03-29
  • [学会発表] Signal Amplification in Gene Analysis Based on Graphene Oxide and DNA Circuit2015

    • 著者名/発表者名
      Takaaki Miyahata, Tomoya Matsuo, Yusuke Kitamura, Toshihiro Ihara
    • 学会等名
      日本化学会第95春季年会2015
    • 発表場所
      日本大学船橋キャンパス
    • 年月日
      2015-03-26 – 2015-03-29
  • [学会発表] 核酸の動的構造をプログラムして増幅型バイオセンサをつくる2015

    • 著者名/発表者名
      井原敏博、宮端孝明、尾崎理依、大浦博之、北村裕介
    • 学会等名
      第17回生命化学研究会
    • 発表場所
      三翠園(高知)
    • 年月日
      2015-01-08 – 2015-01-09
  • [学会発表] 相互作用をプログラミングして核酸を分析する2014

    • 著者名/発表者名
      井原敏博
    • 学会等名
      14-1バイオ・高分子研究会
    • 発表場所
      にっしょうかん新館(長崎)
    • 年月日
      2014-09-26 – 2014-09-27
    • 招待講演
  • [学会発表] 機能性核酸複合体を反応場とした触媒反応の検索2014

    • 著者名/発表者名
      野崎晃広、二村朱香、北村裕介、井原敏博
    • 学会等名
      第8回バイオ関連化学シンポジウム
    • 発表場所
      岡山大学
    • 年月日
      2014-09-11 – 2014-09-13
  • [学会発表] 金属配位基を骨格中に組み込んだ人工核酸によるDNAzymeの活性制御2014

    • 著者名/発表者名
      古谷英長、大浦博之、成合裕哉、白浜千里、古園智大、北村裕介、井原敏博
    • 学会等名
      第8回バイオ関連化学シンポジウム
    • 発表場所
      岡山大学
    • 年月日
      2014-09-11 – 2014-09-13
  • [学会発表] Bioanalyses through cooperative work of DNA conjugates2014

    • 著者名/発表者名
      Toshihito Ihara
    • 学会等名
      Sichuan University Research Seminor
    • 発表場所
      Sichuan University
    • 年月日
      2014-05-12 – 2014-05-12
    • 招待講演
  • [備考] 井原研究室

    • URL

      http://133.95.131.186/~toshi/

URL: 

公開日: 2016-06-01  

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