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金属錯生成で二重鎖を形成する人工DNAの創製

通过金属络合作用形成双链的人工 DNA 的产生

基本信息

批准号：
12740357
负责人：
田中健太郎
金额：
$ 1.41万
依托单位：
The University of Tokyo
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：
2000
资助国家：
日本
起止时间：
2000 至 2002
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、新しい機能性分子の創製を目的とし、遺伝情報を司る生体高分子であるDNAの核酸塩基間の水素結合を基にした二重鎖の分子認識や会合力、または主鎖の形成を、金属錯形成に置き換えた人工DNAの構築を行った。このような人工DNAは金属イオンの存在下、二重鎖が会合し、DNA内へ金属イオンを固定化することが可能である。金属錯体は結合角などの幾何学的性質や、結合の動力学や熱力学、また、光学的、酸化還元的、磁気的な特性が通常の有機化合物とは大きく異なるため、核酸に金属錯体を導入することにより新しい機能性分子としての人工DNAの構築が期待できる。天然の核酸塩基の代わりに金属配位子(o-フェニレンジアミン、カテコール、2-アミノフェノール、ピリジン、ヒドロキシピリドンなど)を導入することにより、水素結合ではなく、金属イオンとの錯生成をとおして塩基対を形成する人エヌクレオシドを合成した。ピリジンやヒドロキシピリドンを核酸塩基としたヌクレオチドをDNAシークエンス中に導入した場合、人工塩基対に対し1当量のAg(I)やCu(II)イオンを加えることにより、金属錯体型塩基対を形成し、DNA二重鎖解離温度が上昇した。このような二重らせん構造の熱的安定化は天然型DNAには見られないことから、これらの人工DNAは、外部因子によりDNA二重鎖構造を制御する方法論となりうる。金属錯体型塩基対を有する人工DNAは、DNAの遺伝情報を担うアルファベットの拡張といった可能性を有しているとともに、DNA骨格を利用した金属イオンの集積場として機能性分子への応用にも興味が持たれる。

The purpose of this study is to create new functional molecules, to provide information on the molecular structure of biological polymers, to form a double lock between DNA bases, and to construct artificial DNA. In the presence of artificial DNA, double locks converge and DNA internals immobilize. The geometric properties, binding kinetics, thermodynamics, optics, acidification, and magnetic properties of metal complexes, as well as the introduction of new functional molecules into nucleic acids and organic compounds, are expected. Natural nucleic acid groups include metal ligands (o-, c-, 2-, e-, e-, e, e, e, The DNA double lock dissociation temperature increases when the DNA double lock is introduced into the DNA double lock system. The stabilization of DNA double lock structure is the methodology of natural DNA double lock structure control. The metal matrix has the potential to be used as a catalyst for the development of DNA molecules.