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分子認識機能の制御を目指した人工核酸の化学合成と気相分光による微細構造解析

人工核酸的化学合成旨在利用气相光谱控制分子识别功能和精细结构分析

基本信息

批准号：
13J02918
负责人：
浅見祐也
金额：
$ 3.53万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2013
资助国家：
日本
起止时间：
2013 至 2014
项目状态：
已结题

项目摘要

ケトーエノール互変異性体を有するグアニン塩基は核酸塩基の中でも最も励起寿命の短い分子として良く知られる。これは生体中で最安定構造であるケト体においてサブピコ秒からフェムト秒オーダーの極めて速い緩和過程が存在することが主な原因である。従って、このケト体を光によって観測する手段は限定的であり、ケトーエノール互変異性体の存在比の議論は極めて困難であった。そこで本研究では、グアニン塩基に新たな発色団(ナフチル基)を導入した核酸塩基誘導体(GNap)を合成し、孤立気相状態でのUV吸収およびIR吸収スペクトルの測定を試みた。これにより、励起波長の異なる互変異性体を同一の条件で観測し、質量選択的なスペクトルを測定することが可能となる。フランス原子エネルギー研究所(CEA Saclay)の装置を用いてこの試みを行ったところ、ケト体のみのIR吸収スペクトルを初めて測定し、その象徴的な振動であるC=O伸縮のバンドを初めて観測することに成功した。またナフタレンのS2励起状態を利用することにより、その互変異性体の存在比が2:1であることを初めて明らかにした。これらの結果は、これまでの手法では知ることのできなかった極めて重要な知見であり、ナフチル基を発色団として用いるこの手法の有効性を強く支持する。また本年度に確立できたこの方法論は、核酸塩基が示す分子認識能を観測するための基盤技術と成り得る。これまで核酸塩基対のUV吸収はブロードなスペクトルとして観測されることが一般的であり、様々な塩基対の構造を分離して、その構造の安定性を実験的に議論することは極めて困難であった。しかし、この方法論では塩基対においても構造選択的な観測が可能であり、塩基対形成の安定性を一分子レベルで正確に捉えることが可能になる。これにより、より高い分子認識能を持つ塩基対を創出するための基礎的知見を得られると期待している。

The most exciting and short-lived molecules are those found in the nucleic acid base. The most stable structure in the organism is the main reason for the existence of the extreme speed relaxation process. It is difficult to determine the existence of heterosexual substances by optical means. In this study, we tried to measure UV absorption and IR absorption in isolated phase by introducing a new nucleic acid inducer (GNap) into the system. The excitation wavelength and the anisotropy are measured under the same conditions, and the mass selection is possible. The equipment of CEA Saclay was successfully used in the initial measurement of the vibration of C=O expansion and contraction characteristics. The existence ratio of the heteromorphic substance is 2:1. The result of this is that the technique is effective and supportive. This year, we have established a methodology for the detection of nucleic acid based molecular recognition and the development of substrate technology. The UV absorption of these nucleic acid pairs is difficult to detect, and the structure of these nucleic acid pairs is difficult to separate. This methodology is based on the possibility of structural selection, stability of structural formation, and accuracy. The high molecular level of knowledge can be maintained and the basic knowledge can be created.

项目成果

期刊论文数量（7）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Laser desorption supersonic jet spectroscopy of a UV-tagged nucleobase by using photoionization of naphthyl group

利用萘基光电离对紫外标记核碱基进行激光解吸超声喷射光谱

DOI：
发表时间：
2014
期刊：
影响因子：
0
作者：
H. Asami;M. Tokugawa;Y. Masaki;S. Ishiuchi;E. Gloaguen;B. Tardivel;K. Seio;H. Saigusa;M. Fujii;M. Sekine;M. Mons
通讯作者：
M. Mons

ナフチル基の光励起を利用した核酸塩基の気相分光

使用萘基光激发的核碱基气相光谱