重水素置換と共鳴ラマン分光法を併用した薬物-DNAオリゴマ-相互作用の構造研究

使用氘取代和共振拉曼光谱研究药物-DNA 寡聚体相互作用的结构

• 批准号: 11771407
• 负责人: 外山 聡
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1999
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1999 至 2000
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-11771407/
• 关键词: 紫外共鳴ラマン分光法; 選択的重水素ラベル; DNA-薬物相互作用; アデニン残基; アクチノマイシンD; 共鳴ラマン分光法; 重水素ラベルDNA

本研究の目的は、共鳴ラマン分光法を用いて、DNA-薬物の相互作用様式を詳細に調べることである。ラマン分光法は、薬物が「どのように」結合するかという情報を与えるため、DNA-薬物の相互作用を調べる手段として有用である。しかし、ラマン分光法からは、薬物が「どこに」結合するか解らない。これを解決するために、昨年度開発した方法で合成した、1残基のみに重水素を導入したDNAオリゴマーを採用した。DNAオリゴマーと薬物の複合体のラマンスペクトルを、重水素化体と未置換体の双方について測定し、両者のスペクトルの差を計算する。この差スペクトルにおいては、重水素化されていない部分のスペクトルは相殺され、重水素化した残基のシグナルのみが残る。薬物としては、抗がん性抗生物質アクチノマイシンD(ActD)を用いた。DNAは、ActD結合部位を含む自己相補鎖d(AGTGCTCGA^9GCA^<12>CT)_2の、A^9またはA^<12>のみを重水素ラベルしたものを使用した(下線を付した部分にActDがインターカレートする)。DNAにActDが結合すると、A^9のラマンバンド強度は約40%減少したが、A^<12>のラマンバンドには有意な変化がなかった。A^9のラマンバンド強度減少の原因は、塩基のスタッキングが強まることによるラマン淡色効果である。この結果は、ActDの結合に伴うDNAの巻戻りが主に5'側のみに起こり、この巻戻りがA^9のスタッキングを増加させたことを示している。X線結晶解析によると、ActD結合に伴うDNAの構造変化には、結晶化の条件により、5'側が巻戻るもの、3'側が巻戻るもの、両側均等に巻戻る場合がある。本研究により、生理的条件では5'側のみに巻戻りが起こることを決定することができた。重水素置換と共鳴ラマン分光法を併用した本方法は、他の薬物のDNA結合様式の解明にも汎用できる、新規な方法であると考えている。

The purpose of this study is to use the resonance spectroscopy method and to adjust the DNA-substance interaction method in detail.ラマンSpectrometryは, 薬物が「どのように」combination of するかというinformation and The interaction between DNA and things is useful and the method of adjusting the interaction is very useful.しかし, ラマンspectrometry からは, 薬物が「どこに」combination するか解らない. The method of solving the problem last year, the synthesis method of last year's development, and the introduction of 1-residue heavy water element into DNA were adopted. DNA オリゴマーと薬物のcomplex のラマンスペクトルを, heavy hydrogenated body The measurement of both sides of the unsubstituted body, and the calculation of the difference of the original body.この difference スペクトルにおいては, heavy hydration されていないpartial のスThe ペクトルは mutual killing され, the heavy hydration した residue のシグナルのみが residual る.薬物としては, がんresistant antibiotic substance アクチノマイシンD (ActD) いた. DNAは, ActD binding site contains self-complementary lock d(AGTGCTCGA^9GCA^<12>CT)_2の, A^9またはA^<12>のみを Heavy water element ラベルしたものを Use した (offline をpayment part にActD がインターカレートする). DNAにActDがBindingすると、A^9のラマンバンドStrengthはapproximately 40% Reduced したが, A^<12>のラマンバンドには intentional な変化がなかった. A^9のラマンバンドThe reason why the strength is reduced is the reason why the strength of the のスタッキングが强まることによるラマンlight color effect is the reason.このRESULTは、ActDのcombinationに合うDNAの巻戻りが主に5'lateralのみに起こり、この巻戻りがA^9のスタッキングを嗗加させたことをshowしている. X-ray crystallization analysis, ActD binding, structural modification of DNA, and crystallization conditionsにより, 5' side が巻戻るもの, 3' side が巻戻るもの, 両lateral equal に巻戻る occasion がある. This study is based on physiological and physiological conditions. Heavy water replacement and resonance spectroscopy are used in conjunction with this method, other methods are used in conjunction with the DNA binding method, and the new method is widely used.

项目成果

Akira Toyama: "Characterization of individual adenine residues in DNA by a combination of site-selective C8-deuteration and UV resonance Raman difference spectroscopy"Journal of Molecular Structure. (印刷中). (2001)

Akira Toyama：“通过结合位点选择性 C8 氘化和紫外共振拉曼差异光谱来表征 DNA 中的单个腺嘌呤残基”《分子结构杂志》（出版中）。