"プロトンブロック法"によるDNA・RNAの究極新合成法の開拓

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14208074
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: 関根 光雄 東京工業大学, 大学院・生命理工学研究科, 教授 (40111679)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 清尾 康志 フロンティア創造共同研究センター, 助教授 (20313356)
• Keywords: 塩基部位無保護DNA合成法 / プロントンブロック法 / ホスファチル化 / DNAの化学合成 / キャップ化反応 / ン-メチルピロリドン / 溶媒効果

Research Abstract

プロトンブロック法では、塩基部位を無保護で、DNAを合成することが基本となっている。この際、従来の合成法で用いられていたキャップ化反応や後処理反応も行わない。したがって、DNAの合成終了後反応系をHPLCで分析すると反応全体の結果が直接解析できる。そこで、従来のホスホロアミダイト法における塩基部無保護法との優劣を調べるために、早川らによって報告されたイミダゾリウムトリフラートを活性化剤として使う方法でも、縮合後副生するアミノ基にホスファチル化が起こって生じたN-ホスファチル体を分解するための後処理反応をすることなくDNA合成を行いHPLCで解析を行った。その結果、早川法では目的とするDNA12量体がほとんど得られないことがわかった。これに対して我々の方法では、19%目的物が得られることがわかった。したがって、本法が極めて優れ塩基部無保護DNA合成法であることが明らかにされた。さらに、早川らの方法でN-ホスファチル体を分解するための後処理反応に用いていたベンズイミダゾリウムトリフラート/メタノールによる後処理反応を詳細に解析した結果、1分間でもインターヌクレオチド結合が50%も開裂してしまうことがわかった。この活性化剤を1/10に減らしても10%程度インターヌクレオチド開裂反応が起こった。したがって、早川らの合成法の再現性がないことがこれに起因することを明らかにすることができた。また、縮合反応中にDMTr基の脱離が起こりやすいことから、種々合成条件を改善することも検討した。その結果、反応溶媒をアセトニトリル-N-メチルピロリドンの混合溶媒を用いると著しく抑えることができることもわかった。

Research Products

• [Publications] Akio Kobori et al.: "A New Method for the Synthesis of Oligodeoxynucleotides Containing 4-N-Alkoxycarbonyldeoxycytidine Derivatives and Their Hybridization Property"J. Org. Chem.. 67. 476-485 (2002)
• [Publications] Kousuke Sato et al.: "Squaryl Group as a New Mimic of Phosphate Group in Modified Oligodeoxynucleotides : Synthesisi and Properties of New Oligodeoxynucleotide Analogues Containing an Internucleotidic Squaryl Amide Linkage"J. Am. Chem. Soc.. 124. 12715-12724 (2002)
• [Publications] Yuichi Sato et al.: "A Convenient Method for the Conversion of β-Thymidine to α-Thymidine Based on TMSOTf-Mediated C1'-Epimerization"Tetrahdron Lett.. 43. 3251-5254 (2002)
• [Publications] Tomohisa Moriguchi et al.: "First Synthesis and Anti-Cancer Activity of Phosmidosine and Its Related Compounds"J. Org. Chem.. 67. 3290-3300 (2002)
• [Publications] Shun-ichi Kawahara et al.: "Kawahara, Shunichi ; Uchimaru, Tadafumi ; Taira, Kazunari ; Sekine, Mitsuo. An Ab Initio Study of the Hydrogen Bond Energy of Base Pairs Formed between Substituted 9-Methylguanine Derivatives and 1-Methylcytosine"J. Phys. Chem. (A). 106. 3207-3212 (2002)
• [Publications] Kazunori Takahashi et al.: "A Photochemical/Chemical Direct Method of Synthesizing High-Performance Deoxyribonucleic Acid Chips for Rapid and Parallel Gene Analysis"Sensors and Actuators, B.. B83. 97-76 (2002)
• [Publications] 関根光雄 他: "ゲノムケミストリー"ゲノムケミストリーを可能にする新技術. 1-21 (2003)