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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骨格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する「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の機能評価を目的としている。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年度から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の開発を進めている。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。平成２６年度には、市販の6-クロロ-7-デアザグアニンを出発原料とし、C-7位の修飾に薗頭カップリングを適用することでC-7位修飾デアザグアニンの合成法を確立した。平成２７年度は、平成２６年度に開発した方法で、C-7位にフェニルアセチレンを導入し、得られたデアザグアニン誘導体をPNA骨格のアミノエチルグリシンに連結した。最後に、C末端をカルボキシ基に変換し、目的のPNAモノマーが得られた。このモノマーは、主鎖アミノ基をFmoc基で保護しており、市販のPNAモノマーと組み合わせたPNAオリゴマーの固相合成に適用できることを確認した。このオリゴマーがDNAとヘテロ二本鎖を形成すると、ベンゼン環がメジャーグルーブの特定の位置に突き出すことになる。PNA二本鎖でも同様でメジャーグルーブを目的に合わせて適切に機能化するための基礎技術となる。
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