核酸を用いた希土類イオンの合目的的組織化高機能材料への応用

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本年度は、基礎的な情報を得るためにDNA鎖中の特定の部位に共有結合でβ-ジケトン配位子を導入し、希土類イオン(特にEu(III))と修飾DNAとの相互作用を中心に検討した。等量のEu(III)を配位子修飾DNAに加えると、Eu(III)からの発光が観測された。ここへ修飾DNAと完全に相補的なDNAを添加し、配位子修飾DNAに二本鎖を形成させると、発光強度は著しく減少した。一方、全く相補性がなく二本鎖を形成しないDNAを加えた場合には、発光の消光はほとんど観測されなかった。このように、今回合成したEu(III)錯体-DNAコンジュゲートは二本鎖形成を検出するプローブとして機能することが明らかになった。さらに、ミスマッチの影響について検討した結果、完全相補鎖の場合と比較して、明確な発光強度の回復が観測された。次に、発光強度の機構を探るために、軽水中および重水中での発光寿命を測定し、一本鎖および二本鎖中のEu(III)の配位水の数を算出した。その結果、DNAの二本鎖形成に伴い、Eu(III)上の配位水の数が約2増加することが明らかになった。したがって、発光強度の変化は、Eu(III)錯体-DNAコンジュゲートのEu(III)錯体の周囲の微細な環境の変化を反映していることが明らかになった。今後、より精密な分子設計を行うことで、希土類錯体とDNAとのコンジュゲートは、SNPs検出やDNA-タンパク質相互作用検出のプローブとしても幅広く利用できるものと期待される。