ビラジカル構造を持つDNA切断試剤の開発

双自由基结构DNA切割试剂的研制

• 批准号: 09878121
• 负责人: 新海 征治
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 1997
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1997 至 1998
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-09878121/
• 关键词: ビラジカル; DAN; 切断; ボロン酸; ピレン; DNA

1-ピレニルボロン酸がDNAにインターカレートし,可視光照射下でラジカル機構でDNAの一本鎖を切断することをすでに見いだしている。そこで,エンジイン型抗がん抗生物質エスベラミシンの作用メカニズムと同様のビラジカル構造を可視光照射で生成すると期待される芳香族ジボロン酸の分子設計を行った。1-ピレニルボロン酸が可視光照射下でラジカル機構でDNAの一本鎖を切断することをすでに見いだしていることから,まずジボロン酸修飾ピレンの分子設計を行った。効率良くビラジカルを発生させるために対称的な位置にボロン酸を導入することを念頭におき,1位および6位にボロン酸を導入することにし、合成を行った。1,6-ピレニルボロン酸は,supercoilcddoublestrandcircularDNAplamidC0lEl(colDNA)に1-ピレニルボロン酸より強く結合した(Scatchardplotより求めた結合定数は, 1に対して1.6×10^6M^<-1>,l-ピレニルボロン酸に対して1.3×10^5M^<-1>)。次に水-アセトニトリル混合溶媒中において光による分解反応をコントロール実験として行ったところ,ピレンが65.3%の収率で生成した。colDNA(1×10^<-6>M)を含む水溶液中に化合物1(5×10^<-6>M)を加え30℃で光切断反応を種々の条件下で行ったところ以下のことが明かとなった。(1)暗所では全くDNA切断反応が進行しないこと、(2)光照射下ではFormIからFormIIあるいはFormIIIへと変換された、(3)一重項酸素トラップ剤であるNaN,は全く影響を与えない、(4)ラジカル阻害剤であるTEMPO存在下では、切断活性が39%に減少した。ただし、TEMPOは化合物の励起状態に影響を与えない、(5)ボロン酸と相互作用するD-frLuctose存在下では、反応が進行しない(これは錯形成に伴いボロン酸がボロネートアニオンに変換されるため)。以上の結果は、DNAの切断機構がラジカルメカニズムであることを示している。モノボロン酸化合物との比較から、化合物1は、FormIII/FormII比がモノボロン酸より大きく、ビラジカルメカニズムでDNAを切断することが示唆された。

1 - ピ レ ニ ル ボ ロ ン acid が DNA に イ ン タ ー カ レ ー ト し, under visible light irradiation で ラ ジ カ ル institutions で DNA の a lock を cut す る こ と を す で に see い だ し て い る. そ こ で, エ ン ジ イ ン が resistant ん antibiotic substances エ ス ベ ラ ミ シ ン の role メ カ ニ ズ ム と with others の ビ ラ ジ カ ル tectonic を visible light irradiation で generated す る と expect さ れ る aromatic ジ ボ ロ の ン acid molecular design line を っ た. 1 - ピ レ ニ ル ボ ロ ン acid が under visible light irradiation で ラ ジ カ ル institutions で DNA の a lock を cut す る こ と を す で に see い だ し て い る こ と か ら, ま ず ジ ボ ロ ン acid modified ピ レ ン の molecular design line を っ た. Good working rate く ビ ラ ジ カ ル を 発 raw さ せ る た め に said seaborne な position に ボ ロ ン acid を import す る こ と を thought に お き, one お よ び six に ボ ロ ン acid を import す る こ と に し line, synthetic を っ た. 1, 6 - ピ レ ニ ル ボ ロ ン acid は, supercoilcddoublestrandcircularDNAplamidC0lEl (colDNA) 1 - ピ に レ ニ ル ボ ロ ン acid よ り strong く combining し た (Scatchardplot よ り o め た destiny は, 1 に し seaborne て 1.6 * 10 ^ 6 m ^ < - > 1, l - ピ レ ニ ル ボ ロ ン acid に し seaborne て 1.3 * 10 ^ 5 m ^ < - > 1). Time に water - ア セ ト ニ ト リ ル に in the mixed solvent お い て light に よ る decomposition against 応 を コ ン ト ロ ー ル be 験 と し て line っ た と こ ろ, ピ レ ン が 65.3% の で 収 rate generated し た. ColDNA x 10 ^ (1) < - > 6 M を に compounds in aqueous solution containing む 1 (10 ^ (5) < - > 6 M を plus 30 ℃ え で light cut off against 応 を kind 々 の line conditions で っ た と こ ろ following の こ と が Ming か と な っ た. (1) dark で は く DNA cut off all the 応 が for し な い こ と, (2) under the light irradiation で は FormI か ら FormII あ る い は FormIII へ と variations in さ れ た, item (3) a heavy acid ト ラ ッ プ tonic で あ る NaN, は く influence を and all え な い, (4) ラ ジ カ ル resistance against tonic で あ る TEMPO in the presence of で は Cutting off activity が39%に reduces た. の た だ し, TEMPO は compounds in excitation state に influence を and え な い, (5) ボ ロ ン acid と interaction す る D - the presence of frLuctose で は, anti 応 が for し な い (こ れ は fault formed に with い ボ ロ ン acid が ボ ロ ネ ー ト ア ニ オ ン に variations in さ れ る た め). The above <s:1> results and the DNA <s:1> cutting mechanism がラジカ メカニズムである メカニズムである とを とを とを とを とを show that <s:1> て る る る る. モ ノ ボ ロ ン acid compound と の is か ら, 1 は compounds, FormIII/FormII が モ ノ ボ ロ ン acid よ り big き く, ビ ラ ジ カ ル メ カ ニ ズ ム で を cut DNA す る こ と が in stopping さ れ た.

项目成果

新海征治: "Pyrenylboronic acids as a Novel Entry for Photochemical DNA Cleavage" Jounal of Chemical Society,Perkln Transaction 1. (印刷中).

Seiji Shinkai：“芘基硼酸作为光化学 DNA 裂解的新条目”《化学学会杂志》，Perkln Transaction 1。（出版中）。

新海征治: "Pyrenylboronic acid as a novel entry for photochemical DNA clecvage:airadlcal-forming pyrane-1,6-diylboronitad mimics the cleauage mechanism of enedlyne antitumoy antibiotics" Journal of Chemical Sociery,Perkin Tramsaction 1. 1263-1267 (1998)

Seiji Shinkai：“芘基硼酸作为光化学 DNA 裂解的新条目：气基形成的吡喃-1,6-二基硼酸模拟烯丁抗肿瘤抗生素的裂解机制”化学学会杂志，Perkin Tramsaction 1. 1263-1267 (1998)

新海征治: "Pyrenylboronic Acid as a Novel Entry for Photochemical DNA Cleavage" Tetrahedron Letters. 38・14. 2479-2482 (1997)

Seiji Shinkai：“芘基硼酸作为光化学 DNA 裂解的新条目”四面体快报 38・14（1997 年）。