A STUDY ON DNA CLEAVAGE MECHANISM BY WATER-SOLUBLE PORPHYRINS

水溶性卟啉DNA切割机制的研究

基本信息

  • 批准号:
    11470476
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 9.6万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B).
  • 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

项目摘要

The purpose of this project is to design and synthesize new water-soluble porphyrins and to develop DNA-cleaving reagents through investigation of their scission activity for various nucleotide sequences. To enhance the sequence specificity, we firstly synthesized porphyrin derivatives bearing an acridine moiety which has high affinity to GC base pairs. The derivatives were highly soluble in water, and showed high affinity to DNA, as revealed by visible absorption spectroscopy. We synthesized some derivatives with variable linker length between acridine and the porphyrin moieties, and studied their binding affinity to DNA.These derivatives were found to intercalate between the DNA base pairs with the acridine moiety, the porphyrin moiety being located to the solvent side. In addition, a derivative with six hydrocarbons as a linker showed the highest activity in photocleavage of DNA.Some proteins bind to DNA with nucleotide-specific manner, and an iron complex of porphyrin (heme) activates oxygen. Based on these characters, we tried to develop oxidative DNA-cleaving heme proteins. We cloned a heme-containing transcription activator, CooA, by totally synthesizing the gene in vitro, and constructed an over-expression system of this protein. In addition, we prepared some site-directed mutants of a four-helix bundle protein, cytochrome b562. Since this protein has a six-coordinated heme, we first constructed a heme pocket, which is a pre-requisite to activate oxygen. The heme was found to escape from the protein matrix when one of the axial ligand, Met7, was replaced by Gly. Thus, we further replaced two Glu residues at position 4 and 8 by Ser simultaneously, and stabilized the heme. To achieve higher oxidation activity, the other axial ligand, His102, was replaced by Cys. This mutant retained the heme, and the Cys remained the ligand even in the ferrous state.
本课题旨在通过研究水溶性卟啉对不同核苷酸序列的裂解活性,设计合成新型水溶性卟啉,并开发dna裂解试剂。为了提高序列特异性,我们首先合成了含有与GC碱基对具有高亲和力的吖啶片段的卟啉衍生物。可见吸收光谱分析表明,该衍生物具有高水溶性,对DNA具有高亲和力。我们合成了一些在吖啶和卟啉基团之间具有可变连接长度的衍生物,并研究了它们与DNA的结合亲和力。这些衍生物被发现插入DNA碱基对之间的吖啶部分,卟啉部分位于溶剂侧。此外,以六种碳氢化合物为连接物的衍生物在DNA的光裂解中表现出最高的活性。一些蛋白质以核苷酸特异性的方式与DNA结合,卟啉(血红素)的铁复合物激活氧气。基于这些特性,我们尝试开发氧化dna切割血红素蛋白。我们通过体外完全合成克隆了一个含血红素的转录激活子CooA,并构建了该蛋白的过表达体系。此外,我们还制备了一些四螺旋束蛋白细胞色素b562的定点突变体。由于这种蛋白质具有六配位血红素,我们首先构建了一个血红素口袋,这是激活氧气的先决条件。当其中一个轴向配体Met7被Gly取代时,血红素从蛋白质基质中逸出。因此,我们进一步用Ser同时取代了位于4和8位的两个Glu残基,并稳定了血红素。为了获得更高的氧化活性,另一个轴向配体His102被Cys取代。这个突变体保留了血红素,而Cys甚至在亚铁状态下仍然是配体。

项目成果

期刊论文数量(14)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Tadayuki Uno: "Cysteine Thiolate Coordination in the Ferrous CO Complex of an Engineered Cytochrome b562"J.Am.Chem.Soc.. 123. 2458-2459 (2001)
Tadayuki Uno:“工程化细胞色素 b562 的亚铁 CO 复合物中的半胱氨酸硫醇盐配位”J.Am.Chem.Soc.. 123. 2458-2459 (2001)
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Yoshinobu Ishikawa, Aya Yamashita, and Tadayuki Uno: "Efficient photocleavage of DNA by cationic porphyrin-acridine hybrids with the effective length of diamino alkyl linkage"Chem.Pharm.Bull.. 49. 287-293 (2001)
Yoshinobu Ishikawa、Aya Yamashita 和 Tadayuki Uno:“通过具有有效长度的二氨基烷基键的阳离子卟啉-吖啶杂化物对 DNA 进行有效的光裂解”Chem.Pharm.Bull.. 49. 287-293 (2001)
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Yoshinobu Ishikawa: "Efficient photocleavage of DNA by cationic porphyrin-acridine hybrids with the effective length of diamino alkyl linkage"Chem.Pharm.Bull.. 49(印刷中). (2001)
Yoshinobu Ishikawa:“通过具有有效长度的二氨基烷基键的阳离子卟啉-吖啶杂化物对 DNA 进行有效的光裂解”Chem.Pharm.Bull.. 49(出版中)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Tadayuki Uno, Akihiro Yukinari, Yoko Moriyama, Yoshinobu Ishikawa, Yoshikazu Tomisugi, James A.Brannigan, and Anthony J.Wilkinson: "Engineering a Ligand Binding Heme Pocket into a Four Helix Bundle Protein Cytochrome b562"J.Am.Chem.Soc.. 123. 512-513 (200
Tadayuki Uno、Akihiro Yukinari、Yoko Moriyama、Yoshinobu Ishikawa、Yoshikazu Tomisugi、James A.Brannigan 和 Anthony J.Wilkinson:“将配体结合血红素口袋设计成四螺旋束蛋白细胞色素 b562”J.Am.Chem.Soc。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Yoshinobu Ishikawa: "Efficient photocleavage of DNA by cationic porphyrin-acridine hybrids with the effective length of diamino alkyl linkage"Chem.Pharm.Bull.. 49. 287-293 (2001)
Yoshinobu Ishikawa:“通过具有有效长度的二氨基烷基键的阳离子卟啉-吖啶杂化物对 DNA 进行有效的光裂解”Chem.Pharm.Bull.. 49. 287-293 (2001)
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

UNO Tadayuki其他文献

UNO Tadayuki的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('UNO Tadayuki', 18)}}的其他基金

Chain Reaction of Drug Metabolism -A Comprehensive Study on the Cooperative and Competitive Drug Metabolism by CYP Isoforms
药物代谢的连锁反应——CYP亚型协同和竞争药物代谢的综合研究
  • 批准号:
    23390011
  • 财政年份:
    2011
  • 资助金额:
    $ 9.6万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
CYP on a Chip ~Rapid Evaluation of CYP Drug Metabolism with Silver Chip Electrode~
CYP on a Chip ~使用银芯片电极快速评估 CYP 药物代谢~
  • 批准号:
    23659023
  • 财政年份:
    2011
  • 资助金额:
    $ 9.6万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
A Comprehensive Study on the Drug-Drug Interactions in Drug Metabolizing Enzyme CYP
药物代谢酶CYP中药物相互作用的综合研究
  • 批准号:
    20390011
  • 财政年份:
    2008
  • 资助金额:
    $ 9.6万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
A Comprehensive Study on the Effect of Human Genetic Polymorphism on the Drug Metabolizing, Properties of CYP
人类基因多态性对药物代谢及CYP性质影响的综合研究
  • 批准号:
    18390013
  • 财政年份:
    2006
  • 资助金额:
    $ 9.6万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
A Comprehensive Study on the Effects of Genetic Polymorphism on the Drug Metabolizing Activity of Human CYP
基因多态性对人CYP药物代谢活性影响的综合研究
  • 批准号:
    15390015
  • 财政年份:
    2003
  • 资助金额:
    $ 9.6万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
Studies on the Signal Transduction Mechanism by Gas Sensor Proteins
气敏蛋白信号传导机制的研究
  • 批准号:
    13470480
  • 财政年份:
    2001
  • 资助金额:
    $ 9.6万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
Development of Porphyrin as a Molecular Cutter of Genes
卟啉作为基因分子切割剂的开发
  • 批准号:
    13557199
  • 财政年份:
    2001
  • 资助金额:
    $ 9.6万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
INTERACTIONS BETWEEN NUCLEIC ACIDS AND METALLOPORPHYRINS
核酸和金属卟啉之间的相互作用
  • 批准号:
    08672478
  • 财政年份:
    1996
  • 资助金额:
    $ 9.6万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

相似国自然基金

基于 DNA 编码分子库的新型蛋白抑制剂分子胶水活性评价与机制研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
基于仿生非平衡态的DNA纳米机器构建及其对多种霉菌毒素高灵敏同步
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
复制蛋白A小分子抑制剂-HAMNO调控DNA损伤修复的结构及功能研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
基于合金@硼烯的比率型折纸电化学芯片构建及其在多种循环肿瘤DNA的超灵敏检测
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
HMGCL通过H3K27乙酰化增强RAD52依赖的DNA损伤修复促进宫颈癌放疗抵抗的机制研究
  • 批准号:
    JCZRLH202500546
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
替尼泊苷抑制APEX1驱动DNA损伤在治疗肺癌中的作用及机制研究
  • 批准号:
    JCZRYB202500477
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
LncRNA SNHG14调控miR-214-3p的DNA甲基化水平在支气管肺发育不良肺泡化阻滞的机制研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
基于内在抗炎和抗氧化功能的可注射 DNA 水凝胶高效负载牙髓干细胞促进脊髓损伤修复的作用研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
PLOD2的DNA低甲基化模式驱动内质网与线粒体代谢串扰诱导免疫微环境重塑和化疗耐药
  • 批准号:
    KLY25H160008
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
DNA2在精子发生中的功能以及其缺失导致男性不育的机制研究
  • 批准号:
    Z25H040004
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目

相似海外基金

Novel, synthetic gene editing technology for gene knock-ins without DNA cleavage
新颖的合成基因编辑技术,无需 DNA 切割即可进行基因敲入
  • 批准号:
    10060261
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 9.6万
  • 项目类别:
    Collaborative R&D
Characterization of structural elements controlling Cas9-mediated DNA cleavage and single-turnover enzyme kinetics.
控制 Cas9 介导的 DNA 切割和单周转酶动力学的结构元件的表征。
  • 批准号:
    10461615
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 9.6万
  • 项目类别:
Novel chromatin dynamics analysis exploiting double strand cleavage on DNA
利用 DNA 双链切割的新型染色质动力学分析
  • 批准号:
    21K14751
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 9.6万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
Molecular basis for CRISPR RNA-guided nucleic acid cleavage and DNA transposition
CRISPR RNA引导的核酸切割和DNA转座的分子基础
  • 批准号:
    10222734
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 9.6万
  • 项目类别:
Molecular basis for CRISPR RNA-guided nucleic acid cleavage and DNA transposition
CRISPR RNA引导的核酸切割和DNA转座的分子基础
  • 批准号:
    10034795
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 9.6万
  • 项目类别:
Molecular basis for CRISPR RNA-guided nucleic acid cleavage and DNA transposition
CRISPR RNA引导的核酸切割和DNA转座的分子基础
  • 批准号:
    10668504
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 9.6万
  • 项目类别:
Molecular basis for CRISPR RNA-guided nucleic acid cleavage and DNA transposition
CRISPR RNA引导的核酸切割和DNA转座的分子基础
  • 批准号:
    10455694
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 9.6万
  • 项目类别:
Molecular basis for CRISPR RNA-guided nucleic acid cleavage and DNA transposition
CRISPR RNA引导的核酸切割和DNA转座的分子基础
  • 批准号:
    10389613
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 9.6万
  • 项目类别:
Mechanistic investigation of DNA cleavage and specificity in CRISPR-Cas9
CRISPR-Cas9 中 DNA 切割和特异性的机制研究
  • 批准号:
    1905374
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 9.6万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
A mechanistic framework for DNA recognition and cleavage by Type V CRISPR-Cas effector nucleases
V 型 CRISPR-Cas 效应核酸酶 DNA 识别和切割的机制框架
  • 批准号:
    BB/S001239/1
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 9.6万
  • 项目类别:
    Research Grant
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了