自己切断機能をもったDNAに関する研究

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自己切断機能をもったDNAに関する研究を行った。詳しくは、一本鎖でありながら高次構造に基づくグアニンの8位のプロトン間に核オーバーハウザー効果(NOE)の観察される4量体(HTTG、GATG)についての核磁気共鳴による水容液高次構造の解析と昇温下の自己分解反応についての速度論的な検討を行った。上記の4量体オリゴヌクレオチドを一次元ならびに二次元NMR(COSY,NOESY,ROESY)によって測定し、全プロトンの帰属に成功した。GTTGではグアニンの8位のプロトン間ならびにチミンの6位のプロトン間に強いNOE間が観測されこれらの塩基同士が強い相互作用を行っていることが示唆されたが、この相互作用は40ﾟC以上の昇温によっても消失しない極めて安定な相互作用であることを確認した。一方GATGでは0ﾟC近傍の低温ではグアニンのプロトン間に弱いNOEが見られたが、これは昇温によって消失したこの相互作用が弱いことが分った。また他の塩基配列の4量体についても同様の測定を行ったが、塩基間の相互作用は観測されなかった。すなわち、GTTGは4量体という小分子でありながら水溶液中で堅い構造をもつことを発見した。なお、このような安定な高次構造をもった小オリゴヌクレオチドを見出した過去の報告はない。一方上記の4量体オリゴヌクレオチドを昇温したときの自己分解についても速度論的に解析した。その結果、5'ならびに3'端にグアニンをもつオリゴヌクレオチドでは塩基の脱プリン反応が容易におき、これに引き続きおきるβ脱離によって5'端ならびに3'端のヌクレオチド単位が消失しやすいことを明らかにした。現在、高次構造と分解反応の程度と相関を検討しており、さらには脱プリン反応以外にも、インターヌクレオチドリン酸結合の加水分解反応についても検討を行っている。