DNA高次構造認識ルテニウム錯体の分子設計と認識作用

DNA构象识别钌配合物的分子设计及识别效果

• 批准号: 07740549
• 负责人: 渡辺 茂
• 金额: $ 0.7万
• 依托单位: Kochi University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1995
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1995 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07740549/
• 关键词: ルテニウム錯体; DNA; 分子認識; 水素結合; キラリティー; 静電相互作用

遺伝子結合タンパク質の緻密なDNA認識は、静電的・疎水的相互作用、および水素結合などの多点相互作用を介して発揮されている。本研究では、各種作用因子を系統的に考慮したDNA認識分子を設計し、その構造-認識作用相関の評価を通じて個々の作用因子に基づくDNA認識について基礎的知見を得た。具体的には、DNA認識分子として水素結合形成能を有するアデニンをRu(bpy)_3^<2+>(2,2´-bipyridine,bpy)やRu(phen)_3^<2+>(1,10-phenanthroline,phen)のキラルなルテニウム錯体に取り入れたRu(bpy)(pade)^+やRu(phen)_2(pade)^+(8-(2´-pyridyl)adenine,pade)を合成し、そのDNA認識作用の分光学的評価から“キラリティー"や“水素結合"を主体としたDNAの高次構造認識について検討した。DNA存在した測定したRu(bpy)_2(pade)^+やRu(phen)_2(pade)^+の吸収スペクトルには、インターカレーションに特徴的なスペクトル変化は認められなかった。しかし、発光スペクトルでは、5〜15%の強度の増加が見い出されるとともに発光偏光が観測された。さらに、平衡透析後測定したCDスペクトルから、Ru(phen)_2(pade)^+ではRu(phen)_3^<2+>と同様に二種存在する異性体(Δ,Λ)のうちΔ体が優先的にB型DNAと結合することが見い出された。これは、錯体がリガンドのアデニン部位と核酸塩基との間に水素結合を形成させた状態でDNAのメジャーグローブに結合した際、残る二つのリガンド(phen)とDNAのリン酸鎖との相互作用の違いによってΔ体が優先的に結合したと考えられ、水素結合やキラリティーのマッチングがDNAの微細構造認識に重要な役割を果たしていることがわかった。しかし、DNAに対する結合定数(K)はRu(phen)_3^<2+>(K=3000)やRu(bpy)_3^<2+>(K=270)に比べ、半分の正電荷しか保持していないRu(phen)(pade)^+(K=920)やRu(bpy)_2(pade)^+(k=30)では大へん小さく、ポリアニオンであるDNAとの結合に静電的相互作用が必要なことが確認された。

通过多点相互作用（例如静电和疏水相互作用以及氢键）来施加对基因结合蛋白的致密DNA识别。在这项研究中，我们设计了系统地考虑各种药物的DNA识别分子，并且通过评估其结构识别相关性，我们获得了基于单个药物的DNA识别的基本知识。具体而言，将RU（bpy）（pade）^+和ru（phen）_2（pade）^+（8-（2´-pyridyl）腺嘌呤，PAD）合成为DNA识别分子，它们具有在Ru（Bpy）_3^^<2>>（2,2,2,2的手法）中形成氢键的DNA识别分子ru（phen）_3^<2+>（1,10-苯磺氨酸，phen），从对其DNA识别作用的光谱评估中，我们研究了DNA的高阶结构的识别，主要是“手性”和“氢键”。在存在DNA的Ru（bpy）_2（bpy）_2（pade）_2（pade）^+和ru（pean）_2（pean）_2（pean）^+（pade）^+的吸收光谱中未观察到插入的特征。然而，在发射光谱中发现强度增加了5-15％，观察到发光极化。此外，从平衡透析后测得的CD光谱中，发现在Ru（phan）_2（pade）^+中，两个异构体（δ，λ）的δ形式以与ru（pel）_3^<2+>相同的方式存在，δ形式与B-二级δ形式结合。这被认为是因为当复合物与配体的腺嘌呤位点和核碱酶之间形成氢键的状态下，Δ形式优先是由两个剩余配体（现象）和dna磷酸盐链之间的伴奏和奇数匹配的dna键合的状态。但是，对于RU（RU（PEN）（pADE）^+（k = 920）和ru（bpy）_2（pade）^+（k = 30）的DNA的结合常数（k）明显小得多，仅容纳比RU（phen）_3^^<2+>（k = 3000）和ru（k = 3000）和ru（bpy）和ru（bpy）_3^^^<2>（k = 270）的正电荷的一半。聚支号DNA。