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分子クラウディング環境下で核酸が形成する構造と相互作用エネルギー因子の解明

阐明分子拥挤环境中核酸形成的结构和相互作用能量因子

基本信息

批准号：
17760629
负责人：
中野修一
金额：
$ 2.11万
依托单位：
Konan University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2006
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17760629/
关键词：
分子クラウディング温度ジャンプ法塩基対形成速度活性化エネルギーリボザイム RNA加水分解フォールディング水の活量 DNA二重鎖構造ポリエチレングリコール RNA加水分解反応データベース熱力学的安定性金属イオン濃度

项目摘要

本研究は、細胞内環境を模倣した分子クラウディング実験系を構築することで、in vitroとin cellの橋渡しとなるような核酸構造と熱力学的安定性のデータベースを構築し、細胞内の核酸の機能に関する知見を得ること目的としている。昨年度に得られた核酸構造と塩基対の熱安定性に対する分子クラウディング効果の知見を基に、平成18年度は二次構造形成速度とリボザイム反応に対する効果を調べた。温度ジャンプ法を用いてワトソン-クリック塩基対の形成速度と解離速度に対する分子クラウディング効果を定量的に明らかにし(Nucleic Acids Symp.Ser.2006,50,205-206)、さらに活性化エネルギーを算出することで、二次構造形成において核となる塩基対形成に関する重要な知見を得ることができた(Chem.Commun.2007,in press)。さらに、塩濃度変化に応答して二次構造が変化する核酸配列を用いることで、分子クラウディングは核酸の二次構造変化や実効塩濃度にはほとんど影響がないことも見出した(Nucleic Acids Res.,2007,35,486-494)。また、分子クラウディングはハンマーヘッド型リボザイムの活性を大きく向上させ(Nucleic Acids Symp.Ser.2006,50,81-82)、さらに興味深いことに、リボザイムのターンオーバーや活性構造のフォールディングまでもを促進させるという結果が得られた。この知見は、細胞内における高いリボザイム活性を説明するものと考えている。昨年度と今年度に得られた核酸構造やその熱力学的安定性、そして構造形成に関する相互作用データベースを考慮すると、核酸の構造安定性とその形成速度は水の活量の影響を大きく受け、分子クラウディングによってリボザイム活性構造のフォールディングが促進されるものと推察された。

This study aims to establish a molecular framework for modeling the intracellular environment and understanding the relationship between cellular nucleic acid structure and thermodynamic stability. In the past year, the formation rate of secondary structure and the thermal stability of molecular structure and molecular structure have been adjusted. temperature measurement method is used to measure the formation rate and dissociation rate of the molecular mass.(Nucleic Acids Symp. Ser. 2006, 50, 205 -206), the calculation of the activation cycle, the formation of secondary structures, the formation of nuclei, the formation of base pairs and the important knowledge obtained (Chem.Commun.2007,in press). The Nucleic acid sequence is determined by the concentration of the nucleic acid in the secondary structure. 2007,35,486-494)。The activity of the active structure was promoted by the molecular structure of the molecule (Nucleic Acids Symp.Ser.2006,50,81-82). This knowledge is reflected in the high level of intracellular activity and the high level of intracellular activity. This year, we have obtained the thermodynamic stability of nucleic acid structure, the interaction between structure formation and structure formation, the structural stability of nucleic acid, the formation rate and the influence of water activity, the molecular structure and the active structure.