機能の創生を目指すオリゴヌクレオチドの化学合成

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ハンマーヘッド型リボザイムの機能構造を知るためには,三次元構造の解析が必要である.ハンマーヘッド型リボザイムのX線結晶解析を目的としたリボザイムの設計と大量合成を行った.また,リボザイムと基質RNA間基塩対の安定性がリボザイムの基質切断に影響を与えると考えられるので,リボザイム反応の効率化を目的としたリボザイムの構造と活性の相関の研究を行った.リボザイムによって標的RNAが切断される場合1)リボザイム/基質複合体の形成,基質の切断,2)切断反応後の生成物の解離,3)リボザイムへの基質の結合,と言うサイクルをとる.このため,効率のよい切断反応を行わせるためには,標的RNAと複合体を形成しやすく,かつ切断反応後の生成物が速やかに解離がするように,適当な長さのステムIとステムIIIを形成するようなリボザイムをデザインした.リボザイム基質間で形成する塩基対数を変え,これらの切断活性とリボザイム/基質複合体の安定性について検討を行った.熱力学的に安定なC(UUCG)Gヘアピンループをステム3に含むハンマーヘッドリボザイムを活性型がん遺伝子c-Ha-ras mRNAを切断するように設計し,in vitroで鎖長15のmRNAの部分を切断したところ,A(UAG)Uループを持つものとほぼ同様の切断速度を示した.in vivoの実験でもほぼ同様の結果であった.結晶化を目的としたリボザイム・基質complexとしては基質の高次構造を少なくすると同時に切断部位に2'-O-メチルまたはフッ素を置換したGGUC(X)UAGCAと二本鎖酵素の大量合成を行った.