グアニン四重鎖形成制御を介したフラボノイドの生理活性発現機序の解明

通过鸟嘌呤四链体形成调控阐明黄酮类化合物的生理活性表达机制

基本信息

批准号：
26750366
负责人：
寺正行
金额：
$ 2.5万
依托单位：
Suntory Foundation for Life Sciences
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2014
资助国家：
日本
起止时间：
2014-04-01 至 2016-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-26750366/
关键词：
核酸天然物蛍光プローブ G-quadruplex flavonoid DNA natural products isoquinoline alkaloids

项目摘要

本研究では、核酸の高次構造であるグアニン四重鎖による遺伝子の転写、調節制御の分子レベルでの機能解明を目的とし、第一にグアニン四重鎖構造に対するプローブを創製した。フラボノイドをはじめとするある種の植物二次代謝物はグアニン四重鎖に結合することが知られており、とくにイソキノリンアルカロイドの一種であるベルべリンはグアニン四重鎖構造との共結晶解析が報告されていた。ベルべリンはそれ自身のグアニン四重鎖に対する結合能は極めて弱いが、共結晶中での構造を模倣したベルべリン二量体化合物を設計、合成した結果、高アフィニティなプローブの合成に成功した。本化合物のグアニン四重鎖との相互作用について詳細に検討した結果、本プローブは標的に結合することで自身の構造を変化させ、その結果蛍光特性が大きく変化することを見出した。第二に、細胞内におけるグアニン四重鎖の機能を探るため、本構造の選択的な抽出（プルダウン）法を検討した。ベルべリンを化学的に修飾し、固相ビーズへ共有結合的に担持させたアフィニティビーズを作成した。これを用いてグアニン四重鎖のモデル配列を実際にプルダウン実験に付した結果、二重鎖など細胞内に大量に存在するDNA存在下においても、グアニン四重鎖構造を選択的に抽出することに成功した。以上の２つの実験結果を基に、今後本研究で創製したベルべリン二量体プローブを用いて、グアニン四重鎖構造の標的因子の同定をはじめとした機能解明へと展開する。

在这项研究中，我们旨在通过分子水平的鸟嘌呤四链体（核酸的高阶结构）阐明基因转录和调节的功能，首先我们为鸟嘌呤四链体结构创建了探针。已知某些植物二级代谢产物，包括类黄酮，与鸟嘌呤四链链结合，并且据报道，鸟嘌呤四倍体链结构的berberine的共结晶分析是一种异喹啉生物碱。尽管berberine对鸟嘌呤四链体的结合能力极为弱，但它已经设计并合成了模仿共晶体中结构的小ber碱二聚体化合物，因此，它成功地综合了高度亲和力的约束。在对该化合物与鸟嘌呤四链体的相互作用进行了详细研究后，我们发现该探针与靶标结合时会改变其结构，从而导致荧光性质的显着变化。其次，我们研究了一种选择性方法的选择（下拉），以探索细胞内鸟嘌呤四链体的功能。通过化学修饰的珠子来制备亲和力珠，以在固相珠上共价支撑。使用此过程，我们实际上将鸟嘌呤四链体的模型序列进行了下拉实验，因此，即使在大量的DNA存在的情况下，我们也能够选择性地提取鸟嘌呤四链体结构，例如双链等细胞。基于上述两个实验结果，我们将使用本研究中在本研究中创建的Berberine Dimer探针来阐明鸟嘌呤四链体结构的功能。