テロメア四重鎖を構造モチーフとする核酸アプタマーの構造と安定性の研究

以端粒四链体为结构基序的核酸适体结构及稳定性研究

• 批准号: 13780465
• 负责人: 金折 賢二
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: Kyoto Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 2002
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13780465/
• 关键词: テロメア; 四重鎖構造; 核酸アプタマー; i-motif; Gカルテット; 核磁気共鳴法; G-カルテット

核酸アプタマーとは、特異な高次構造をもつRNAやDNAオリゴマーのことであり、様々な機能を持つことが知られている。この核酸アプタマーの代表的な構造モチーフにテロメアDNAオリゴマーが形成する四重鎖構造がある。そのテロメアDNAオリゴマーが形成する四重鎖は、グアノシン(G)またはシチジン(C)残基に富んでおり、それぞれ、Gカルテット、i-motifと呼ばれる。本研究の目的は、このGカルテットやi-motifの構造と安定性を評価し、四重鎖を構造モチーフとする核酸アプタマーの分子設計指針を確立することである。本年度に得られた知見は以下の通りである。テロメアーゼの標的配列であり、核酸アプタマーのリード配列であるd(TTTTGGGG)nを合成・精製し、相補鎖を含めたGカルテットの構造と安定性について核磁気共鳴分光法を用いて研究を進めた。その精密な構造について多次元NMR法を用いて解析した結果、従来のトポロジーとは異なるGカルテット構造が形成することを見出し、テロメアの構造と機能に関する重要な知見が得られた。また、応用研究への展開を考慮して、核酸アプタマーへホスホロチオエート基を導入する研究もおこなった。HIVウィルスの増殖を抑制することが知られているCの連続した配列が形成するi-motif構造へホスホロチオエート基を導入し、その構造と安定性を円二色性分光法によって評価した。ホスホロチオエート基の立体異性によってi-motifの融解温度は変化することを見いだした。核磁気共鳴法で構造解析した結果、i-motifを形成するC残基の糖のコンフォメーションがC3'-endoから変化していることを見出し、Cアプタマーの構造と安定性の相関が得られた。

The nucleic acid has a special high-order structure. The DNA has a special function. This nucleic acid represents a four-fold lock structure. A four-fold lock is formed on the DNA residue of the gene, and the gene (G) is formed on the residue of the gene. The purpose of this study is to evaluate the structure and stability of the G-motifs and to establish guidelines for molecular design of nucleic acids in quadruple locks. This year, we have received the following information: The structural stability of nucleic acids synthesized, refined, and phase locked by nuclear magnetic resonance spectroscopy was studied. The analysis results of the complex structure by using the multiple element NMR method show that the complex structure has been formed, and the important knowledge about the complex structure and its function has been obtained. The development of the research on nucleic acids The structure of HIV infection was evaluated by dichroic spectroscopy. The melting temperature of the solid matrix is determined by the temperature of the solid matrix. The results of structural analysis by nuclear magnetic resonance method and the correlation between the structural stability and the formation of C residues were obtained.

项目成果

Kenji Kanaori: "Effect of complementary C-strand on telomere G-quartet structure"Nucleic Acids Research Supplement. 1. 265-266 (2001)

Kenji Kanaori：“互补 C 链对端粒 G 四联体结构的影响”核酸研究增刊。

Masayuki Oda: "Functional Tolerance of Streptmyces Subtilisin Inhibitor toward conformational and stability changes by single-point mutations in the hydrophobic core"J. Biochem.. 132. 991-995 (2002)

Masayuki Oda：“链霉菌枯草杆菌蛋白酶抑制剂对疏水核心单点突变引起的构象和稳定性变化的功能耐受性”J。

Kenji Kanaori: "Structural change of G-quartet by 5'-elongation of telomere DNA oligomer"Nucleic Acids Research Supplement. 2. 293-294 (2002)

Kenji Kanaori：“端粒 DNA 寡聚体 5-延长导致 G-四联体的结构变化”核酸研究增刊。

Toshinori Suzuki: "Formation of a fairly stable diazoate intermediate of 5-methyl-2'-deoxycytidine by HNO_2 and NO, and its implication to a novel mutation mechanism in CpG site"Bioorg. Med. Chem.. 10. 1063-1067 (2002)

Toshinori Suzuki：“HNO_2 和 NO 形成相当稳定的 5-甲基-2-脱氧胞苷重氮酸酯中间体，及其对 CpG 位点新突变机制的影响”Bioorg。

Nobuyuki Endo: "Electrochemical-ESR detection of hydrogen atom adducts of 5-membered ring nitrone spin traps"Bulletin of Chemical Society of Japan. 75. 149-150 (2002)

Nobuyuki Endo：“五元环硝酮自旋陷阱氢原子加合物的电化学-ESR检测”日本化学会会刊。