Elucidation of the novel RNA secondary structure induced by a small molecule

本研究は、低分子NA(Naphthyridine Azaquinolone)で誘起される新奇RNA立体構造の実証を目的とする。先行研究により、DNA結合低分子として開発されていた低分子NAが、特徴的なRNAモチーフに結合することが明らかになった。また、NAと標的RNAモチーフとの複合体モデルを構築したところ、標的RNAに特異な核酸塩基のフリップアウト構造の形成が提案された。本研究の目的は、NAで誘起されるこの新奇RNA立体構造を実証することである。これにより、RNA標的に必要な低分子の構造要件を得るとともに、NA-標的RNA複合体構造の生物学的利用を目指す。目的達成のため、以下の３つの研究項目を設定し、実施することとした。1) 標的RNAモチーフの変異体の表面プラズモン共鳴測定による結合評価: 本研究項目の実施により、NAと標的RNAモチーフとの結合に必要なRNA配列要件を見出す。2) 酵素分解によるNA-標的RNAの複合体構造の解析: 本研究項目の実施により、NAの有無による標的RNAの構造変化を生化学的手法により解析する。3) NA-標的RNAの複合体構造のNMR解析： 本研究項目の実施により、NA-標的RNAの複合体の立体構造を解析する。今年度は、3)の研究項目を主に実施した。標的RNAとNAの複合体構造をNMRにより解析したところ、予期していた複合体モデル構造とは異なる立体構造ではあった。しかし、NAと標的RNAが1:1の化学量論比で結合すること、また、それに伴い複数の核酸塩基がフリップアウトすることが示唆され、NAで誘起される新奇RNA立体構造の生物学的応用に向け重要な知見が得られた。

本研究は、低分子NA(Naphthyridine Azaquinolone)で誘起される新奇RNA立体構造の実証を目的とする。先行研究により、DNA結合低分子として開発されていた低分子NAが、特徴的なRNAモチーフに結合することが明らかになった。また、NAと標的RNAモチーフとの複合体モデルを構築したところ、標的RNAに特異な核酸塩基のフリップアウト構造の形成が提案された。本研究の目的は、NAで誘起されるこの新奇RNA立体構造を実証することである。これにより、RNA標的に必要な低分子の構造要件を得るとともに、NA-標的RNA複合体構造の生物学的利用を目指す。目的達成のため、以下の３つの研究項目を設定し、実施することとした。1) 標的RNAモチーフの変異体の表面プラズモン共鳴測定による結合評価: 本研究項目の実施により、NAと標的RNAモチーフとの結合に必要なRNA配列要件を見出す。2) 酵素分解によるNA-標的RNAの複合体構造の解析: 本研究項目の実施により、NAの有無による標的RNAの構造変化を生化学的手法により解析する。3) NA-標的RNAの複合体構造のNMR解析： 本研究項目の実施により、NA-標的RNAの複合体の立体構造を解析する。今年度は、3)の研究項目を主に実施した。標的RNAとNAの複合体構造をNMRにより解析したところ、予期していた複合体モデル構造とは異なる立体構造ではあった。しかし、NAと標的RNAが1:1の化学量論比で結合すること、また、それに伴い複数の核酸塩基がフリップアウトすることが示唆され、NAで誘起される新奇RNA立体構造の生物学的応用に向け重要な知見が得られた。