複数金属イオンを用いたRNA加水分解触媒の構築とリボザイムの作用機構の解明

多种金属离子RNA水解催化剂的构建及核酶作用机制的阐明

• 批准号: 09278205
• 负责人: 小宮山 真
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1997
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1997 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-09278205/
• 关键词: ランタニド金属; リボザイム; リン酸ジエステル; 加水分解; RNA; 亜鉛錯体

リボザイムの触媒作用発現には金属イオン,持に2個のMg(II)が必須であることが明らかとなっているが,その作用機構は十分に解明されていない。申請者らはこれまでに,RNA加水分解反応に対する金属イオンおよび錯体の触媒作用を検討してきた結果,ランタニド金属イオンがRNAを迅速に加水分解することを見出した。本研究では,ランタニド金属イオンによるRNAの加水分解作用を動力学的に検討し,反応機構の解明を行なった。その結果,水酸化ランタニドイオン2個が会合した化学種の濃度と加水分解活性の依存性はよく一致し,この化学種がRNA加水分解反応の活性種であることが強く示唆された。水酸化ランタニドの会合体は,RNAのリン酸ジエステル結合部位と強く錯形成したのち,塩基触媒として2′-OHを活性化するとともに,酸触媒として協同的に作用することによりRNAの加水分解反応を促進していると考えられる。また,ランタニド金属イオンと過酸化水素を共存させることにより,ランタニド金属イオンが多核の複合体を形成し,RNAを効率的に加水分解することを明らかにした。同一反応条件でランタニド金属イオンのみでは加水分解はほとんど進行せず,過酸化水素の添加の効果およびランタニド金属イオンの多核化の効果は明らかであった。さらに,これらの多核化の効果を利用して,従来知られていた錯体と比較して,より高いRNA切断活性を持つ亜鉛多核金属錯体を合成することに成功した。

The catalytic action of the catalyst in the formation of the complex metal is necessary for the formation of two Mg(II) molecules, and the mechanism of action is very clear. The applicant has investigated the catalytic effect of RNA hydrolysis on metals and complexes, and found that RNA hydrolysis is rapid. In this study, the kinetics of RNA hydrolysis in the presence of metal ions was investigated and the mechanism of reaction was elucidated. As a result, the concentration and activity dependence of the two chemical species were consistent, and the concentration and activity dependence of the two chemical species were consistent. Hydrolysis of RNA is promoted by the synergistic action of acid catalyst on the activation of 2′-OH and the formation of strong binding sites for RNA. In addition, the formation of polynuclear complexes and the hydrolysis of RNA are also discussed. Under the same reaction conditions, the effect of adding water to the reaction mixture is obvious. In this paper, we use the results of polynuclear transformation to understand the success of polynuclear metal synthesis by comparing high RNA cleavage activity with polynuclear metal.

项目成果

Jun Kamitani et al.: "Efficient RNA hydrolysis by lanthanide (III)/hydrogen peroxide combination. -Novel aggregates as the catalytic species-" J.Chem.Soc.,Perkin Trans.2,in press.

Jun Kamitani 等人：“通过镧系元素 (III)/过氧化氢组合进行高效 RNA 水解。-作为催化物质的新型聚集体-”J.Chem.Soc.，Perkin Trans.2，出版中。

Morio Yashiro et al.: "Unique trinuclear Zinc (II) complex for efficient and selective RNA hydrolysis." J.Chem.Soc.,Chem.Commun.83-84 (1997)

Morio Yashiro 等人：“独特的三核锌 (II) 复合物可实现高效和选择性的 RNA 水解。”

Makoto Komiyama et al.: "DNA and RNA hydrolysis by metal complexes for artificial pin-point restriction enzymes." J.Inorg.Biochem.67. 341 (1997)

Makoto Komiyama 等人：“人工精确限制酶的金属复合物水解 DNA 和 RNA。”

Kazunari Matsumura et al.: "Enormously fast RNA hydrolysis by lanthanide (III) ions under physiological conditions. -Eminent candidates for novel tools of biotechnology-." J.Biochem.122(2). 387-394 (1997)

Kazunari Matsumura 等人：“在生理条件下，镧系 (III) 离子可实现极快的 RNA 水解。-生物技术新型工具的杰出候选者-”。

Makoto Komiyama et al.: "RNA hydrolysis by cobalt (III) complexes." J.Chem.Soc.,Perkin Trans.2,in press.

Makoto Komiyama 等人：“钴 (III) 复合物水解 RNA。”