| 研究課題/領域番号 |
24590135
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
杉山 亨 東京大学, 総合文化研究科, 助教 (40242036)
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| 研究分担者 |
橘高 敦史 帝京大学, 薬学部, 教授 (00214833)
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| 研究期間 (年度) |
2012-04-01 – 2016-03-31
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| キーワード | 核酸 / 遺伝子 / ゲノム / 有機化学 / ペプチド核酸 |
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| 研究実績の概要 |
ペプチド核酸(PNA)は、DNAの糖-リン酸骨格がアミノエチルグリシンを単位とするペプチドに置き換えられた人工核酸で、いくつかの二本鎖DNAに侵入して相補的な配列にワトソン・クリック型塩基対で結合できる「ストランドインベージョン」という優れた能力を持っている。本研究では、これまで未開拓であったβ位を修飾したキラルPNAの系統的合成のための一般的方法論の開拓及び合成したキラルPNAの機能評価を行っている。平成２５年度にはPNA骨格β位にアミノ酸リジン側鎖を持つPNAオリゴマーの合成を達成し、さらに側鎖のアミノ基を介した金属結合部位の導入によって配列特異的DNA切断を達成した。平成２６年度は側鎖の機能化に加えて、核酸塩基を人工塩基に置き換えた新しいタイプのPNAの開発を行なった。具体的には核酸塩基の中でも合成困難なグアニンの修飾に焦点をあて、C-7位に置換基をもつデアザグアニンの合成とそのPNAモノマーへの導入について検討した。市販の6-クロロ-7-デアザグアニンを出発原料に合成を進め、C-7位の修飾には薗頭カップリングを用いることを念頭に２通りの合成経路を検討した。第一の経路では、N-9位のアルキル化、環外アミノ基のBoc基による保護、C-7位のヨウ素化を行なった後、塩素をカルボニル基に変換し、この化合物を基質に薗頭カップリングを試みた。しかし、種々条件を検討したが目的とするカップリング生成物は全く得られなかった。そこで、第二の経路として先に薗頭カップリングを行なってから、塩素をカルボニル基に変換する経路を検討したところ、薗頭カップリングが定量的に進行し、目的の生成物が得られた。塩素のカルボニル基への変換も問題なく進行し、デアザグアニンC-7位の修飾法を確立できた。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
平成２５年度までの研究でβ位にリジン側鎖を持ったPNAオリゴマーの合成と、そのアミノ基を足場としたPNAの機能化の目処がたった。PNAのさらに高度な機能化を目指し、本年度は核酸塩基を人工塩基に置き換えた別タイプのPNAの開発を進めた。PNAが二重らせん構造をとったときにメジャーグルーブに機能性部位が位置するC-7位修飾デアザグアニン誘導体の合成を計画通りに達成できた。β位側鎖はマイナーグルーブ側に突き出しているので、これでメジャーグルーブ側とマイナーグルーブ側の両側からPNAを機能化できる方法論を確立した。
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| 今後の研究の推進方策 |
平成２７年度はC-7位修飾デアザグアニン誘導体をアミノエチルグリシン骨格に連結してPNAモノマーの合成を完成させ、このモノマーがFmoc法による固相合成に適用できるかどうか検討する。PNAオリゴマーが合成できたならば、DNAとのヘテロ二本鎖の安定性を分光光度法によるTm測定によって評価する予定である。はじめはC-7位に単純なフェニルアセチレンを導入し、フェニル基がメジャーグルーブに突き出したPNAオリゴマーの合成を計画している。もし、オリゴマー合成の過程で問題が生じた場合にはC-7位の修飾について再検討する。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
平成２６年度はほぼ計画通りに予算を使用した。定期的にPNAの合成原料を購入しているが、年度末に東京大学から帝京大学に転出したため、試薬購入のタイミングがずれてしまったため、その分の予算を次年度に繰越した。
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| 次年度使用額の使用計画 |
次年度は修飾PNAモノマーおよび、それを使ったオリゴマーの合成を行なう予定であり、繰越分は当初の計画通り合成原料の購入に使用する予定である。繰越額は小額であり、平成２７年度の早い時期に使用する予定である。
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