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2013 年度 実績報告書

核酸塩基の回転角制御に基づく人工核酸創製法に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 24790110
研究機関名古屋大学

研究代表者

兒玉 哲也  名古屋大学, 創薬科学研究科, 准教授 (00432443)

キーワード核酸 / 有機化学 / 核酸医薬 / 薬学 / 創薬科学
研究概要

重要性を示唆する研究が数多くあるにも関わらず実証例がほぼ皆無な「核酸塩基の回転角と核酸高次構造の熱的安定性の関連」を追求し、次世代医薬として注目されている核酸創薬の進展ために必須な核酸素材の開発を促すことを目的として本研究を実施した。
まず、8-アザ-7-デアザプリン類と7-デアザプリン類を核酸塩基とするLNAを合成し、そのグリコシド結合周りの回転角を計算科学的に見積もった。熱力学的に安定なグリコシド結合周りの回転角は、LNA-7-デアザプリン類ではRNA中で観察される回転角とほぼ同じである一方で、LNA-8-アザ-7-デアザプリン類ではDNA中で観察される回転角に近い事が明らかとなった。また、その回転角と二重鎖核酸安定化能との間には強い相関があり、LNA類が二重鎖を強固に安定化するには二重鎖RNA中で観察される塩基の回転角をもつことが重要である事が分かった 。
また、D-グルコースまたはD-マンノースを出発原料として、テトラヒドロピラン骨格をもつ2',5'-結合型DNA類縁体とシクロヘキセン骨格をもつLNA類縁体のヌクレオシドの合成に成功した。また、新たに核酸塩基と糖部間で架橋を持つチミンヌクレオシドの合成を行った。加えて、本研究で合成した各種人工ヌクレオシド、そして新たにセレノLNAを合成してそれぞれの円二色性を測定した結果、円二色性は糖部構造に影響されず 、グリコシド結合周りの核酸塩基の回転角を反映することが強く示唆された。
さらに、シクロヘキセン骨格をもつLNA類縁体を導入したオリゴDNAが核酸分解酵素に対する高い耐性を示すこと、舟形のテトラヒドロピラン骨格をもつ2',5'-結合型DNA類縁体が天然のDNAと比較して1塩基あたり最大6度程度の熱的安定化効果を示すことを明らかにし、核酸技術に利用可能な新しい核酸分子としての可能性を見いだす事に成功した。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (6件)

  • [雑誌論文] Photoinduced changes in hydrogen bonding patterns of 8-thiopurine nucleobase analogues in a DNA strand.2014

    • 著者名/発表者名
      Kunihiko Morihiro, Tetsuya Kodama, Shohei Mori, Satoshi Obika
    • 雑誌名

      Org. Biomol. Chem.

      巻: 12 ページ: 2468-2473

    • DOI

      DOI: 10.1039/ c3ob42427h

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Light-triggered strand exchange reaction using the change in the hydrogen bonding pattern of a nucleobase analogue.2014

    • 著者名/発表者名
      Kunihiko Morihiro, Tetsuya Kodama, Reiko Waki, Satoshi Obika
    • 雑誌名

      Chem. Sci.

      巻: 5 ページ: 744-750

    • DOI

      DOI: 10.1039/C3SC51987B

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Selenomethylene Locked Nucleic Acid Enables Reversible Hybridization in Response to Redox Changes.2013

    • 著者名/発表者名
      Kunihiko Morihiro, Tetsuya Kodama, Kentefu, Yoshihiro Moai, Rakesh N. Veedu, Satoshi Obika.
    • 雑誌名

      Angew. Chem. Int. Ed.

      巻: 52 ページ: 5074-5078

    • DOI

      DOI: 10.1002/anie.201300555

    • 査読あり
  • [学会発表] 架橋型シクロヘキセニル核酸の合成と評価2013

    • 著者名/発表者名
      百相義大、廣明秀一、小比賀聡、兒玉哲也
    • 学会等名
      第23回アンチセンスシンポジウム
    • 発表場所
      徳島
    • 年月日
      20131128-20131129
  • [学会発表] Syntheses and properties of nucleic acids having constrained pyranose as the sugar moiety2013

    • 著者名/発表者名
      Kazuto Mori, Tetsuya Kodama, Satoshi Obika
    • 学会等名
      The 40th International Symposium on Nucleic Acids Chemistry
    • 発表場所
      神奈川
    • 年月日
      20131113-20131115
  • [学会発表] Selenomethylene Locked Nucleic Acid (SeLNA) Bearing a Purine Base2013

    • 著者名/発表者名
      Yoshihiro Moai, Tetsuya Kodama, Kunihiko Morihiro, Hidekazu Hiroaki, Satoshi Obika
    • 学会等名
      The 40th International Symposium on Nucleic Acids Chemistry
    • 発表場所
      神奈川
    • 年月日
      20131113-20131115
  • [学会発表] 架橋型人工核酸(BNA)の核酸医薬への応用

    • 著者名/発表者名
      兒玉哲也
    • 学会等名
      名古屋大学 予防早期医療創成センター 第4回ワークショップ
    • 発表場所
      愛知
  • [学会発表] ヌクレオシド・ヌクレオチドならびにオリゴヌクレオチドのメディシナルケミストリー

    • 著者名/発表者名
      兒玉哲也
    • 学会等名
      中部地区 医療・バイオ系シーズ発表会
    • 発表場所
      愛知
  • [学会発表] 舟型ピラノース核酸類の 合成とその標的結合能

    • 著者名/発表者名
      森和土、兒玉哲也、小比賀聡
    • 学会等名
      第39回反応と合成の進歩シンポジウム
    • 発表場所
      福岡

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公開日: 2015-05-28  

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