ヘム-核酸複合体の創製と機能制御

血红素-核酸复合物的创建和功能控制

• 批准号: 17655072
• 负责人: 山本 泰彦
• 金额: $ 1.79万
• 依托单位: University of Tsukuba
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-17655072/
• 关键词: 核酸; ヘム錯体; 四重鎖DNA; G-カルテット; 分子認識; NMR; 機能性核酸; π-πスタッキング

四重鎖DNAのG-カルテットの平面性とその大きさは、ヘムのポルフィリン環の認識に適している。G-カルテットを形成する4つのグアニンのπ電子系は、ヘムのポルフィリン環のπ電子系とπ-πスタッキングして、安定な複合体を形成することが期待されるからである。さらに、アデニンやグアニンのプリン環のN7窒素原子は金属との反応性が高いことから、ヘムのポルフィリン環の中心金属と配位結合を形成することも期待できる。私共は、ヘムとG-カルテットをもつ四重鎖DNAから安定なヘム-核酸複合体が生成することを明らかにしている。ヘムと塩基配列TTAGGGにより形成される平行型四重鎖DNAから、結合定数〜10^6M^<-1>で1:1のヘム-核酸複合体が生成することを見いだした。各種分光学的手法によるヘム-核酸複合体の構造解析から、ヘムはDNA塩基対にスタッキングしていること、ヘム鉄の軸配位子としてDNA塩基が結合していること、複合体を形成してもDNAの立体構造にはほとんど影響を受けないことなどを明らかにした。溶液NMRにより複合体の立体構造解析を進めているが、ヘム鉄の常磁性がNMRスペクトルに与える影響が予想以上に大きく、ヘム近傍の構造解析の分解能を向上させるためには更なる工夫が必要である。そこで、私共は、ヘムのモデルとして、ポルフィリン環のメソ位にN-メチルピリジンをもつポルフィリン誘導体と平行型四重鎖DNAとの複合体の立体構造をNMRにより決定した。その結果、ポルフィリン環は予想通りG-カルテットにスタッキングしていることが示された。したがって、ヘム-核酸複合体中のヘムも同様な様式で平行型四重鎖DNAに結合していると考えられる。このように、本研究では、四重鎖DNAを利用してヘム-核酸複合体を創製するための有用な知見を得ることができた。

The planarity of the G-Kalutet of quadruple locked DNA and the understanding of the complex ring of the DNA are well understood. The π-electron system of G-ring formation is expected to be stable. The N7 atom of the ring is highly reactive to the metal, and the N7 atom of the ring is expected to form a coordination bond with the metal. A four-fold lock DNA sequence is generated from a G-DNA complex. TTAGGG is a parallel quadruple lock DNA complex formed at a binding constant of ~ 10^6M <-1>^1:1. A variety of spectroscopic techniques are used to analyze the structure of DNA complexes, including the formation of DNA complexes, the formation of DNA complexes, and the formation of DNA complexes. Solution NMR is necessary for the analysis of the three-dimensional structure of the complex. The stereostructure of the complex of N-linked DNA and parallel four-linked DNA was determined by NMR. The results of the study are as follows: A parallel quadruple lock DNA binding pattern in a nucleic acid complex In this study, four-fold lock DNA was used to create a useful nucleic acid complex.

项目成果

A spectroscopic index for estimating the age of amber

• DOI: 10.1246/bcsj.79.451
• 发表时间: 2006-03-15
• 期刊: BULLETIN OF THE CHEMICAL SOCIETY OF JAPAN
• 影响因子: 4
• 作者: Kimura, H;Tsukada, Y;Yukawa, T
• 通讯作者: Yukawa, T

Five amino acid residues responsible for the high srability of Hydorogenobacter thermophilus cytochrome c_<552> : reciprocal mutation analysis

负责嗜热氢杆菌细胞色素 c_<552> 高稳定性的五个氨基酸残基：相互突变分析

• 发表时间: 2005
• 期刊: J.Boil.Chem. 280
• 作者: H.Yan;M.Nishino;Y.Tsuboi;N.Kitamura;K.Tsujii;K.Oikawa
• 通讯作者: K.Oikawa

Prebiotic formation of polyamino acids in molten urea

熔融尿素中聚氨基酸的益生元形成

• 发表时间: 2005
• 期刊: Int.J.Astrobiol 4
• 作者: H. Mita;S. Nomoto;M. Terasaki;A. Shimoyama and Y. Yamamoto
• 通讯作者: A. Shimoyama and Y. Yamamoto

Exogenous ligand binding property of a heme-DNA coordination complex

• DOI: 10.1246/cl.2006.126
• 发表时间: 2006-01-05
• 期刊: CHEMISTRY LETTERS
• 影响因子: 1.6
• 作者: Ohyama, T;Kato, Y;Yamamoto, Y
• 通讯作者: Yamamoto, Y

Influence of a single amide group on the redox function of Pseudomonas aeruginosa cytochrome c_<551>

单个酰胺基对铜绿假单胞菌细胞色素c_<551>氧化还原功能的影响

• 发表时间: 2006
• 期刊: Chem.Lett. 35
• 作者: Takahashi;Y.
• 通讯作者: Y.