抗がん性抗生物質によるDNA分子の微細構造の認識、修飾並びに活性変動

ブレオマイシンやマイトマイシンは他の化学物質とは異なり、DNAの高次構造を認識して、塩基配列特異的にDNA鎖を切断する。DNAの高次構造は部分的ではあるが次第に解明されつつある。当研究室で用いているバクテリオファージG4のDNA合成開始領域は、このような研究に最も適したものである。一方、他の特異な構造を有する領域を探索し、プラスミドCoIIbのDNA合成開始領域が特異な高次構造を有することを確認した。G4のDNA合成開始領域とともに薬剤との反応性の特異性を調べるよい基質になり得る。ブレオマイシンはCu^<2+>イオンの存在下でDNA鎖に切断を与えるが、その際、G4のDNA合成開始領域を基質にした場合には、1本鎖状態で作用する場合と、2本鎖状態で作用する場合とで、DNAの切断箇所に片寄りが見られた。すなわち1本鎖DNAの3'末端を標識した基質と、2本鎖DNAの3'末端を標識した基質とで、ブレオマイシンによる切断箇所及び切断され易さに相違が認められた。ブレオマイシンは低塩濃度でDNAに効果的に作用することが知られているが、DNAは低塩濃度下では、高次構造の保持という観点から問題がある。そこで塩濃度を0ー500mNに変化され、このような環境下でのDNA鎖切断活性を測定したところ、塩濃度10mMでDNA鎖切断活性が極大に達することが判明した。またより安定な高次構造をとり得ると考えられる100mM以上の塩濃度でも、また塩濃度が0の時でもDNA鎖の切断は観察されたが、DNA鎖切断活性は低下した。より高い塩濃度下ではDNAは構造的に安定化するためであり、逆に低塩濃度下ではDNAが線状になり、ブレオマイシンによって十分に認識されないような構造をとるためと考えられる。多くの化学薬剤は溶液中で酸化される際に活性酸素を放出し、これがDNA鎖切断を行うとも確認している。

ブレオマイシンやマイトマイシンは他の化学物質とは異なり、DNAの高次構造を認識して、塩基配列特異的にDNA鎖を切断する。DNAの高次構造は部分的ではあるが次第に解明されつつある。当研究室で用いているバクテリオファージG4のDNA合成開始領域は、このような研究に最も適したものである。一方、他の特異な構造を有する領域を探索し、プラスミドCoIIbのDNA合成開始領域が特異な高次構造を有することを確認した。G4のDNA合成開始領域とともに薬剤との反応性の特異性を調べるよい基質になり得る。ブレオマイシンはCu^<2+>イオンの存在下でDNA鎖に切断を与えるが、その際、G4のDNA合成開始領域を基質にした場合には、1本鎖状態で作用する場合と、2本鎖状態で作用する場合とで、DNAの切断箇所に片寄りが見られた。すなわち1本鎖DNAの3'末端を標識した基質と、2本鎖DNAの3'末端を標識した基質とで、ブレオマイシンによる切断箇所及び切断され易さに相違が認められた。ブレオマイシンは低塩濃度でDNAに効果的に作用することが知られているが、DNAは低塩濃度下では、高次構造の保持という観点から問題がある。そこで塩濃度を0ー500mNに変化され、このような環境下でのDNA鎖切断活性を測定したところ、塩濃度10mMでDNA鎖切断活性が極大に達することが判明した。またより安定な高次構造をとり得ると考えられる100mM以上の塩濃度でも、また塩濃度が0の時でもDNA鎖の切断は観察されたが、DNA鎖切断活性は低下した。より高い塩濃度下ではDNAは構造的に安定化するためであり、逆に低塩濃度下ではDNAが線状になり、ブレオマイシンによって十分に認識されないような構造をとるためと考えられる。多くの化学薬剤は溶液中で酸化される際に活性酸素を放出し、これがDNA鎖切断を行うとも確認している。