JP2003261567A

JP2003261567A - グアニンバルジ修飾分子

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Publication number: JP2003261567A
Application number: JP2002062883A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiko Nakatani; 和彦中谷; Retsu Saito; 烈齋藤; Shinya Hagiwara; 伸也萩原; Hiroyuki Kumazawa; 裕之熊澤; Sota Horie; 壮太堀江
Original assignee: Japan Science and Technology Corp
Current assignee: Japan Science and Technology Agency
Priority date: 2002-03-08
Filing date: 2002-03-08
Publication date: 2003-09-19
Anticipated expiration: 2022-03-08
Also published as: JP4177006B2

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、バルジ塩基の存在している二本鎖
ＤＮＡ鎖中のバルジ塩基と、バルジ認識分子との結合を
強くすることにより、プップ上などにバルジ塩基を含む
ＤＮＡを固定化することも可能となる、バルジ塩基認識
分子を提供する。【解決手段】本発明は、バルジ塩基と特異的に水素結
合を形成することができ、かつバルジ塩基の近隣に存在
する塩基対によりスタックされ二本鎖内に安定に取り込
まれ得るバルジ塩基認識分子において、当該バルジ認識
分子がさらにバルジ塩基と共有結合を形成し得る官能基
を有していることを特徴とするバルジ認識分子、それを
用いたバルジ塩基認識用組成物、及びそれを用いたバル
ジ塩基を測定する方法に関する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＤＮＡ中のバルジ
塩基を特異的に認識することができ、かつバルジ塩基と
共有結合することができるバルジ塩基認識分子、バルジ
塩基認識用組成物、及びそれを用いたバルジ塩基を測定
する方法に関する。また、本発明は、バルジ塩基認識分
子がバルジ塩基と水素結合を形成し、かつ当該バルジ塩
基と共有結合を形成することによりバルジ塩基が安定化
されたＤＮＡに関する。

【０００２】

【従来の技術】ＤＮＡ及びＲＮＡ中に存在するバルジ構
造は、蛋白質による核酸の認識に重要な役割を果たして
いる。これらの構造に特異的に結合する分子は、バルジ
構造を認識する蛋白質の阻害剤としての可能性を有して
いるため、医薬開発の見地からも注目されている。バル
ジＤＮＡ認識分子は、二本鎖ＤＮＡ中に生成する不対塩
基（バルジ塩基）を持つＤＮＡ（バルジＤＮＡ）に特異
的に結合し、安定化する分子である。この認識分子が標
的とするバルジＤＮＡは、ＤＮＡの複製エラーや、ＤＮ
Ａ損傷の結果として生じる。また、遺伝子の異常である
バルジ塩基の有無は、遺伝病などの診断に利用されてい
る。従って、このバルジＤＮＡ認識分子は、１）遺伝子
欠損の有無を調べる診断薬、２）ＤＮＡ損傷の検出薬、
３）遺伝子損傷の安定化剤、４）ＤＮＡ修復酵素の阻害
剤などへの利用が期待されているのみならず、遺伝子の
損傷や遺伝子の複製ミスなどの研究開発において重要な
物質である。

【０００３】図１にバルジ塩基の例を示す。この例で
は、グアニン（Ｇ）がバルジ塩基として塩基対を形成す
ることができない状態になっている。図１のバルジ塩基
となっているグアニン（Ｇ）は、いずれの塩基とも水素
結合をしておらず、図１に示されるように、バルジ塩基
のグアニン（Ｇ）が塩基対の内側に入ることもできる
し、また、図２に示すように塩基対の外側にくることも
できる。いずれの場合においても、塩基対の中にバルジ
塩基の存在による空間が生じることになる。図１及び図
２には、このような空間部分を斜線を入れた四角形で示
している。

【０００４】このようなバルジ塩基を有するＤＮＡを検
出する方法として、平面構造を持ちかつＤＮＡをアルキ
ル化出来るＤＮＡインターカレーターがバルジに優先的
に結合することを利用する方法が知られているが、この
方法は図１又は図２に示されるバルジ塩基の存在により
生じてくる空間に、芳香環とバルジ近傍の塩基とのスタ
ッキング相互作用を利用してインターカーレーションす
るものである。しかしながら、このような方法では、ア
ルキル化を伴うものであり、かつ空間が生じた場合にイ
ンターカーレーションするもので、バルジ塩基の種類に
応じて作用するものでは無く、アルキル化できる空間の
存在によりインターカーレーションが起こりバルジ塩基
そのものを判定するものではなかった。さらに、この方
法による従来のものは、図３に示されるようにＤＮＡ対
の外側においてインターカーレーションを起こすものが
多く、バルジ内に存在する塩基を区別することはできな
かった。

【０００５】また、バルジ塩基を有するＤＮＡを検出す
る方法として、ＭｕｔＳ等のＤＮＡ修復蛋白が遺伝子損
傷箇所に選択的に結合することを利用する方法も知られ
ているが、この方法もバルジ塩基の種類に特異的なもの
ではなかった。本発明者らは、バルジ塩基を認識できる
バルジＤＮＡ認識分子のコンセプトを確立し、具体的な
バルジＤＮＡ認識分子として２−アルキルカルボニルア
ミノ−１，８−ナフチリジン誘導体を報告してきた（特
開２００１−８９４７８号）。しかし、このバルジ認識
分子とバルジ塩基との結合は、通常の塩基対の結合に比
べて極めて弱く、また本発明者らが別に開発したミスマ
ッチ塩基対に対するミスマッチ認識分子（特開２００１
−１４９０９６号参照）との結合に比べても弱いもので
あった。したがって、バルジ認識分子をプップ上などに
固定化したとしても、バルジ塩基を含むＤＮＡを固定化
することは困難な状況であった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、バルジ塩基
の存在している二本鎖ＤＮＡ鎖中のバルジ塩基と、バル
ジ認識分子との結合を強くすることにより、プップ上な
どにバルジ塩基を含むＤＮＡを固定化することも可能と
なる、バルジ塩基認識分子を提供する。より詳細には、
本発明は、バルジ塩基と固定化が可能な程度に強く結合
し得る改良されたバルジ塩基認識分子を提供することを
目的としている。さらに、本発明の目的は、チップなど
の担体に固定化できるバルジ認識分子、それを用いたバ
ルジ塩基を検出、同定する方法を提供するものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決するために、バルジ塩基と水素結合するインター
カレーターを用いて、バルジ塩基とインターカレーター
の水素結合複合体が、二本鎖ＤＮＡにスタックして安定
な複合体を形成することを見出してきた（特開２００１
−８９４７８号）。しかし、これらのバルジ認識分子は
バルジ塩基との結合が弱く、バルジ塩基を含むＤＮＡを
チップ上などの担体上に固定化することが困難なもので
あった。本発明者らは、この点を改良するために鋭意研
究してきたところ、バルジ認識分子を水素結合したバル
ジ塩基と共有結合を形成させることができ、これにより
バルジ塩基を含むＤＮＡとバルジ認識分子とを完全に結
合させることができることを見出した。

【０００８】即ち、本発明は、バルジ塩基と特異的に水
素結合を形成することができ、かつバルジ塩基の近隣に
存在する塩基対によりスタックされ二本鎖内に安定に取
り込まれ得るバルジ塩基認識分子において、当該バルジ
認識分子がさらにバルジ塩基と共有結合を形成し得る官
能基を有していることを特徴とするバルジ認識分子に関
し、より詳細には、バルジ認識分子が、次の一般式
（Ｉ）、

【０００９】

【化２】

【００１０】（式中、Ａは、＝Ｃ−又は＝Ｎ−を示し、
Ｚは、−ＣＨ_２−又は−ＮＨ−を示し、Ｒ_１は、水素原
子、炭素数１〜１５のアルキル基であって当該アルキル
基中の１個又はそれ以上の炭素原子が酸素原子又は窒素
原子で置換されてもよいアルキル基、炭素数１〜１５の
アルコキシ基であって当該アルコキシ基中の１個又はそ
れ以上の炭素原子が酸素原子又は窒素原子で置換されて
もよいアルコキシ基、又は、炭素数１〜１５のモノ若し
くはジアルキルアミノ基であって当該アルキルアミノ基
中の１個又はそれ以上の炭素原子が酸素原子又は窒素原
子で置換されてもよいモノ若しくはジアルキルアミノ基
を示し、Ｒ_２は、バルジ塩基と共有結合を形成し得る官
能基を置換基として有する炭素数１〜２０のアルキル基
であって当該アルキル基中の１個又はそれ以上の炭素原
子が酸素原子又は窒素原子で置換されてもよいアルキル
基を示す。）で表される化合物であるバルジ塩基認識分
子に関する。本発明のバルジ認識分子は、さらにこれを
チップなどの担体に結合させるためのリンカー基を有す
ることができる。また、本発明は、このようなリンカー
基により担体に固定化されたバルジ認識分子に関する。

【００１１】また、本発明は、前記した本発明のバルジ
塩基認識分子を含有してなるバルジ塩基認識用組成物、
並びに前記した本発明のバルジ塩基認識分子を用いて、
ＤＮＡ中のバルジ塩基を検出、同定又は定量する方法及
びそのための測定用キットに関する。さらに、本発明
は、バルジ塩基認識分子が、特定のバルジ塩基と水素結
合を形成し、当該バルジ塩基の近隣に存在する塩基対に
スタックされることによりバルジ塩基が安定化されたＤ
ＮＡに関する。

【００１２】本発明者らは、グアニン（Ｇ）のバルジ認
識分子として１，８−ナフチリジン誘導体を開発してき
た（特開２００１−８９４７８号）が、この分子に基づ
いてバルジ塩基との共有結合を形成するための手法を種
々検討してきた。その結果、バルジ認識分子のバルジ塩
基の認識部位と適当な距離を隔てて反応性の官能基を設
けることによりバリジ塩基と共有結合を形成することが
できることを見出した。本発明のバルジ塩基と共有結合
できるバルジ認識分子として、例えば、１，８−ナフチ
リジン誘導体から誘導された、次式（II）、

【００１３】

【化３】

【００１４】で表される２−（β−（Ｎ−エポキシメチ
ル−アミノ）−プロピオニルアミノ）−７−メチル−
１，８−ナフチリジンに基づいて本発明を説明する。本
発明のバルジ認識分子は、図４に示されるようにバルジ
塩基認識部（この例ではグアニン認識部）とバルジ塩基
修飾部（この例ではグアニン修飾部）とからなり、図５
のモデル図に示されるように、まずバルジ塩基認識部に
よりバルジ塩基を認識し、バルジ塩基認識部とバルジ塩
基とが水素結合を形成する。次いで側鎖の活性水素がバ
ルジ塩基の極性部分に基づいてバルジ塩基の方向に折れ
曲がり、その結果、バルジ認識分子の反応性の官能基と
バルジ塩基とが化学反応を起こすものと考えられる。

【００１５】このことを次のオリゴマー（１）及びオリ
ゴマー（２）を用いて確認した。＊オリゴマー（１）５’−ＡＴＴＧＣＧＣＴＧＡ−３’ オリゴマー（２）３’−ＴＡＡＣＧＧＡＣＴ−５’ このオリゴマー（２）は、オリゴマー（１）のグアニン
（Ｇ）の位置（＊印を付した部分）の塩基が欠損してお
り、オリゴマー（１）のグアニン（Ｇ）がバルジ塩基と
なっている。このオリゴマー（１）、オリゴマー（２）
及び前記式（II）の２−（β−（Ｎ−エポキシメチル−
アミノ）−プロピオニルアミノ）−７−メチル−１，８
−ナフチリジン（以下、本明細書においては「エポキシ
ナフチリジン」という。）をカコジル酸緩衝溶液中で室
温で反応させた。反応前の高速液体クロマトグラフィー
（ＨＰＬＣ）及び室温で２０時間後のＨＰＬＣ（内部標
準としてｄＴを用いている。）の結果のチャートを図６
に示す。反応前（図６の上段のチャート）では、チャー
トの左側から内部標準のｄＴ、オリゴマー（２）、オリ
ゴマー（１）及びエポキシナフチリジンの各ピークが観
察されたが、反応後（図６の下段のチャート）では、チ
ャートの左側から内部標準のｄＴ、オリゴマー（２）の
大きなピーク、オリゴマー（１）の小さなピーク、エポ
キシナフチリジンの各ピークのさらに右側の新たな生成
物の大きなピークが観察された。この新たな生成物のピ
ークは、オリゴマー（１）のピークが小さくなっている
ことから、オリゴマー（１）とエポキシナフチリジンと
の反応生成物であることが確認された。この結果、オリ
ゴマー（１）とエポキシナフチリジンとの反応率は約９
７％であり、オリゴマー（２）との反応率は約３％であ
ることがわかった。

【００１６】本発明のバルジ認識分子によれば、バルジ
塩基と共有結合を形成して、バルジ認識分子とバルジ塩
基を含むＤＮＡが強固に結合していることから、バルジ
認識分子を固定化することによりバルジ塩基を含んでい
るＤＮＡのみを選択的に固定化することができ、チップ
などの担体を用いて固定化したＤＮＡとして検出、同定
又は定量化することが可能となる。例えば、ある遺伝子
が１個又は数個の塩基を欠損しているか否かを検定する
場合には、欠損箇所を含む当該遺伝子の断片を被検体遺
伝子断片として用意し、当該断片を正常な塩基配列を有
する正常遺伝子断片とハイブリダイズさせて、本発明の
バルジ認識分子の存在下に反応を行うことにより、被検
体遺伝子断片に塩基の欠損が有るか無いかを検出、同定
又は定量することできる。

【００１７】したがって、本発明のバルジ塩基認識分子
は、これをバルジ塩基認識剤として使用することがで
き、また、適当な担体又は測定用の資材と組み合わせる
ことによりバルジ塩基認識用組成物とすることができ
る。また、本発明は、本発明のバルジ塩基認識分子又は
標識化若しくは固定化されたバルジ塩基認識分子を使用
してＤＮＡ中のバルジ塩基を検出、同定又は定量するた
めの測定方法を提供するものである。本発明の測定方法
としては、前記してきたＨＰＬＣの測定でもよいが、本
発明のバルジ認識分子をチップ上などに固定化して検定
するＤＮＡのいずれかを標識化して、チップ上などの担
体上に残った標識物を測定することもできるが、これら
の測定方法に限定されるものではない。また、測定に使
用する遺伝子の断片としては特に制限はないが、好まし
くは１０〜１００塩基、より好ましくは１０〜５０塩
基、１０〜３０塩基程度の長さのものがよい。さらに、
このようなバルジ塩基の検定の際に、本発明者らが開発
きたミスマッチ認識分子（特開２００１−１４９０９６
号参照）を併せて使用することもできる。このようなミ
スマッチ認識分子を併せて使用することにより、被検体
遺伝子断片における欠損塩基の有無及び種類を検定でき
ると同時に、ＳＮＰのような塩基の変化についても検定
することができる。

【００１８】また、本発明のバルジ塩基認識分子はこれ
を単独で使用することもできるが、分子中の適当な位置
に放射性元素を導入したり、化学発光又は蛍光を発する
分子種を導入するなどして、標識化して使用することも
できる。さらに、本発明のバルジ塩基認識分子の適当な
位置においてポリスチレンなどの高分子材料やチップ上
などに直接又はリンカーなどを用いて結合させて、これ
を固定化して使用することもできる。固定化して使用す
る場合には、グアニン（Ｇ）のバルジ塩基を選択的に判
定することができるバルジ認識分子、シトシン（Ｃ）の
バルジ塩基を選択的に判定することができるバルジ認識
分子、チミン（Ｔ）のバルジ塩基を選択的に判定するこ
とができるバルジ認識分子、及びアデニン（Ａ）のバル
ジ塩基を選択的に判定することができるバルジ認識分子
を並べて置くことにより、４種類の塩基のバルジの存在
を一度の検定により判定することも可能となる。

【００１９】本発明のバルジ認識分子は、バルジ塩基認
識部及びバルジ塩基修飾部を含有し、この両部が適当な
炭素鎖、好ましくは当該炭素鎖中の１個又はそれ以上の
炭素原子は酸素原子又は窒素原子で置換されていてもよ
い炭素鎖によって結合されていることを特徴とするもの
であり、かかる特徴を有するものであれば特に制限はな
い。本発明のバルジ認識分子の好ましいものとして一般
式（Ｉ）で表される物質を挙げることができる。一般式
（Ｉ）における置換基Ｒ_１は無くてもよいが（置換基Ｒ
_１とが水素原子の場合）、置換基Ｒ_１としてはバルジ塩
基を認識するために障害にならないものであれば特に制
限はなく、例えば、炭素数１〜１５、好ましくは１〜１
０より好ましくは１〜７の直鎖状又は分枝状のアルキル
基、炭素数１〜１５、好ましくは１〜１０より好ましく
は１〜７の直鎖状又は分枝状のアルキル基からなるアル
コキシ基、炭素数１〜１５、好ましくは１〜１０より好
ましくは１〜７の直鎖状又は分枝状のアルキル基でモノ
又はジ置換されているモノ若しくはジアルキルアミノ基
などが挙げられる。これらのアルキル基、アルコキシ基
又はモノ若しくはジアルキルアミノ基における１個又は
それ以上の炭素原子は、酸素原子又は窒素原子で置換さ
れていてもよい。置換基Ｒ_１は、ナフチリジン又はキノ
リン骨格のいずれの位置に存在してもよく、またこのよ
うな置換基が２個以上存在していてもよい。

【００２０】本発明の一般式（Ｉ）で表されるバルジ認
識分子における置換基Ｒ_２は、バルジ塩基と共有結合を
形成し得る官能基を置換基として有する炭素数１〜２
０、好ましくは炭素数３〜２０、炭素数３〜１０、又は
炭素数３〜７のアルキル基であって当該アルキル基中の
１個又はそれ以上の炭素原子が酸素原子又は窒素原子で
置換されてもよいアルキル基を示し、好ましくは当該ア
ルキル基中の少なくとも１個の炭素原子が窒素原子（−
ＮＨ−）で置換された構造を有するものである。当該ア
ルキル基は、さらに必要ならば、例えば分子の親水性を
上げるためや、ＤＮＡなどとの親和性のためにある程度
の極性を有する置換基を有してもよく、このような置換
基は当該アルキル基の末端に位置していてもよいし、ア
ルキル基の他の位置に存在していてもよいし、また２個
以上の置換基が存在していてもよい。このような置換基
としては、例えば、アミノ基、水酸基、カルボキシル基
などが挙げられる。本発明のバルジ認識分子をチップな
どの担体に固定化する場合には、当該アルキル基の任意
の位置から担体に固定用のリンカー基を有してもよい。
このようなリンカー基としては、アルキレン鎖や当該ア
ルキレン鎖中の１個以上の炭素原子が窒素原子、酸素原
子、硫黄原子、又はアミド結合などで置換されたもので
あってもよい。このようなリンカーの長さは特に制限は
なく、担体に安定に固定するために必要な長さとするこ
とができる。

【００２１】また、一般式（Ｉ）における置換基Ｒ_２の
バルジ塩基と共有結合を形成し得る官能基としては、室
温または加温状態においてバルジ塩基と反応することが
できる反応性の基であれば特に制限はないが、エポキシ
基、アジリジニル基、シクロプロピル基などの３員環の
基が好ましい例として挙げられるが、他の反応性に基で
あってもよい。さらに、一般式（Ｉ）におけるＡが窒素
原子であるナフチリジン誘導体が好ましいが、Ａが炭素
原子であるキノリン誘導体であってもよい。一般式
（Ｉ）におけるＺがメチレン基の場合のアミド型であっ
てもよいし、Ｚが窒素原子（−ＮＨ−）の場合の尿素型
であってもよい。本発明の一般式（Ｉ）で表されるバル
ジ認識分子の好ましい例としては、一般式（II）で表さ
れるエポキシナフチリジンが挙げられる。

【００２２】本発明のバルジ認識分子、好ましくは一般
式（Ｉ）で表されるバルジ塩基認識分子は低分子有機化
合物であり、通常の有機合成法により適宜製造すること
ができる。例えば、アミノナフチリジンやアミノキノリ
ン誘導体のアミノ基をカルボン酸類や置換基を有するカ
ルボン酸又はその反応性誘導体を用いてアミド化し、次
いでカルボン酸部分にバルジ塩基と反応性の官能基を導
入する方法により製造することができる。例えば、前記
した一般式（II）で表されるエポキシナフチリジンは、
２−アミノ−１，８−ナフチリジン又は２−アミノ−７
−メチル−１，８−ナフチリジンとＮ−保護−４−アミ
ノ−酪酸又はＮ−保護−３−アミノ−プロピオン酸とを
反応させてアミド誘導体とし、ついで末端のアミノ基の
保護基を脱保護した後、エポキシ基を導入して製造する
ことができる。

【００２３】本発明のバルジ塩基認識分子を用いること
により、１個又は２個以上のバルジ塩基を有するＤＮＡ
において、特定の塩基によるバルジ塩基と水素結合を形
成させてこれを安定化させ、さらにバルジ塩基と共有結
合を形成することによりバルジ塩基を含有するＤＮＡを
安定化させることができる。特に本発明のバルジ塩基認
識分子は、特定のバルジ塩基と水素結合を形成し、かつ
共有結合を形成するのみならず、近傍、好ましくは隣接
する塩基対にスタックされ、バルジ塩基が存在している
にもかかわらず比較的安定なＤＮＡを得ることができ
る。したがって、本発明は、バルジ塩基認識分子が、特
定のバルジ塩基と水素結合を形成し、かつ共有結合を形
成し、当該バルジ塩基の近隣に存在する塩基対にスタッ
クされることによりバルジ塩基が安定化されたバルジ塩
基を含有するＤＮＡを提供するものである。本発明のＤ
ＮＡは、バルジ塩基が本発明のバルジ塩基認識分子と水
素結合により塩基対と同様な「対」を形成し、かつバル
ジ塩基と「対」を形成している本発明のバルジ塩基認識
分子が近傍、好ましくは隣接の塩基対を形成している塩
基にサンドイッチ状に挟まれてスタックされているもの
と考えられる。

【００２４】本発明のバルジＤＮＡ認識分子を用いるこ
とにより、従来の技術では達成できないバルジＤＮＡ認
識分子を高感度で、かつ固定化が可能となるために大量
に迅速に検出、同定又は定量することができ、バルジ塩
基の存在の有無や特定のバルジ塩基のみを選択して検
出、同定又は定量できることから、本発明のバルジ認識
分子はＤＮＡ損傷に伴う各種疾患の治療、予防又は診断
に有用である。また、本発明のＤＮＡはバルジ塩基を有
した状態で比較的安定に存在することができることか
ら、バルジ塩基を含有するＤＮＡの安定化や、バルジ塩
基の発生原因やバルジ塩基の修復機構の解明などの研究
材料としても重要である。

【００２５】

【実施例】以下、実施例により本発明をより具体的に説
明するが、本発明はこれら実施例により何ら限定される
ものではない。

【００２６】実施例１（エポキシナフチリジンの製造
法）エポキシナフチリジンの製造における反応式を次に示
す。

【００２７】

【化４】

【００２８】（１）３−アミノ−Ｎ−（７−メチルピリ
ジノ［３，２−ｅ］ピリジン−２−イル）プロパンアミ
ド（１．２３ｇ、５．３４ｍｍｏｌ）の無水ＣＨＣｌ_３
（１５ｍＬ）溶液に（Ｓ）−（＋）−エピクロルヒドリ
ン（０．６ｍＬ、７．６５ｍｍｏｌ）を加え、室温で２
７．５時間撹件した。溶媒を濃縮留去した後、残留物を
シリカゲルクロマトグラフィー（ＣＨＣｌ_３／ＭｅＯＨ
＝１０：１）により精製し、目的の付加体（９５．４ｍ
ｇ、０．２９ｍｍｏｌ、５．５％）を白色固体として得
た。^１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤ_３ＯＤ，４００ＭＨｚ） δ：1
1.1 (br, 1H), 8.43 (d, 1H, J=8.8Hz), 8.11 (d, 1H,
J=8.8Hz),8.00 (d, 1H, J=8.0Hz), 7.27 (d, 1H, J=8.0
Hz), 4.13 (m, 1H),3.64 (m, 2H), 3.08 (m, 2H), 2.98
(dd, 1H, J=12.8,3.2Hz)．

【００２９】（２）続いて、水素化ナトリウム（６０％
油分散液）（１９．８ｍｇ、０．４９５ｍｍｏｌ）の無
水ＴＨＦ（０．６ｍＬ）溶液に、前記（１）で得た付加
体（１２．５ｍｇ、３８．７μｍｏｌ）を加え、室温で
１０分間撹件した。混合物を飽和ＮＨ_４Ｃｌ水溶液で希
釈した後、ＣＨＣｌ_３で抽出した。有機層を無水ＭｇＳ
Ｏ_４で乾燥させ濃縮した。残留物をシリカゲルクロマト
グラフィー（ＣＨＣｌ_３／ＭｅＯＨ＝１０：１）により
精製し、目的のエポキシナフチリジン（８．６ｍｇ、３
０．０μｍｏｌ、７８％）を白色固体として得た。^１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤ_３ＯＤ，４００ＭＨｚ） δ：8.
45 (d, 1H, J=8.8Hz), 8.10 (d, 1H, J=8.8Hz),7.98
(d, 1H, J=8.0Hz), 7.25(d, 1H, J=8.0Hz), 3.22 (m, 1
H),3.15-3.07 ( 3H), 2.81 (m, 1H), 2.74 (s, 3H), 2.
68-2.65 ( 2H),2.60 (m, 2H)

【００３０】実施例２（グアニンバルジＤＮＡとエボ
キシナフチリジンの反応）実験に用いたオリゴマー（１）及びオリゴマー（２）の
塩基配列を次に示す。＊オリゴマー（１）５’−ＡＴＴＧＣＧＣＴＧＡ−３’ オリゴマー（２）３’−ＴＡＡＣＧＧＡＣＴ−５’ このオリゴマー（２）は、オリゴマー（１）のグアニン
（Ｇ）の位置（＊印を付した部分）の塩基が欠損してお
り、オリゴマー（１）のグアニン（Ｇ）がバルジ塩基と
なっている。このオリゴマー（１）とオリゴマー（２）
とをハイブリダイズさせたｄ（ＴＣＡＧＧＣＡＡＴ）
／（ＡＴＴＧＣＧＣＴＧＡ）（５０μＭ，標準濃度）お
よび内部標準としてｄＴ（１００μＭ）を含むカコジル
酸緩衝溶液（５０ｍＭ，ｐＨ７．０）に、実施例１で製
造したエボキシナフチリジン（５００μＭ）を加え、室
温で反応させた。反応混合物をＨＰＬＣにより分析し
た。分析条件：カラムＣｈｃｍｃｏＢｏｎｄ５−ＯＤＳ
−Ｈ（４．６ｘ１５０ｍｍ）、溶出０．１ＭＴＥＡ
Ａバッファー、７−３０％アセトニトリル直線勾配、０
−３０分、溶出速度１．０ｍＬ／分。生成物のＨＰＬ
Ｃピークは２５４ｎｍで観測した。２０時間後付加体を
分取し、ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦＭＳ測定により分析し
た。ＨＰＬＣの結果を図６に示す。

【００３１】

【発明の効果】本発明のバルジ認識分子は、特定のバル
ジ塩基と水素結合を形成し、かつ共有結合を形成するの
みならず、近傍の塩基対に安定にスタックされ、特定の
バルジ塩基と共有結合により強力に結合できるものであ
ることから、バルジ塩基を含むＤＮＡを本発明のバルジ
認識分子を用いて固定化することも可能となる。そし
て、チップなどの担体に本発明のバルジ認識分子を固定
化することにより、特定のバルジ塩基を含むＤＮＡのみ
を選択的に担体上に固定化することが可能となり、遺伝
子の欠損の有無や欠損した塩基の種類を高感度で、大量
にかつ迅速に検出、同定又は定量することができること
になり、ＤＮＡ損傷に伴う各種疾患の治療、予防又は診
断に極めて有用である。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、塩基対の内側に向いているバルジ塩基
（図ではグアニン）を模式的に示したものである。

【図２】図２は、塩基対の外側に向いているバルジ塩基
（図ではグアニン）を模式的に示したものである。

【図３】図３は、塩基対の外側に向いているバルジ塩基
（図ではグアニン）に、塩基対の外側からインターカー
レーションする様子を模式的に示したものである。

【図４】図４は、本発明のバルジ認識分子の構成部分を
例示した化合物に基づいて説明するものである。

【図５】図５は、本発明のバルジ認識分子がバルジ塩基
を認識し、バルジ塩基と水素結合を形成し、次いでバル
ジ認識分子のバルジ塩基修飾部とバルジ塩基とが反応し
て共有結合を形成する様子をモデル化して例示したもの
である。

【図６】図６は、本発明のエポキシナフチリジンとバル
ジ塩基を含むＤＮＡとの反応の前（図６上段のチャー
ト）と反応後（図６下段のチャート）ＨＰＬＣのチャー
トを示す。反応前（図６の上段のチャート）では、チャ
ートの左側から内部標準のｄＴ、オリゴマー（２）、オ
リゴマー（１）及びエポキシナフチリジンの各ピークを
示し、反応後（図６の下段のチャート）では、チャート
の左側から内部標準のｄＴ、オリゴマー（２）、オリゴ
マー（１）、エポキシナフチリジン、及び新たな生成物
の各ピークを示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ０１Ｎ 33/58 Ｃ１２Ｎ 15/00 Ａ (72)発明者熊澤裕之大阪府池田市伏尾台２−５−17 (72)発明者堀江壮太京都府京都市左京区田中門前町86 コスモハイツ百万遍102 Ｆターム(参考） 2G045 AA35 BB51 DA13 FA29 FB02 FB06 4B024 AA11 CA05 HA19 4B063 QA01 QA13 QQ43 QR41 QS07 QS31 4C065 AA04 BB09 CC01 DD02 EE02 JJ06 KK01 PP07 QQ05

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】バルジ塩基と特異的に水素結合を形成す
ることができ、かつバルジ塩基の近隣に存在する塩基対
によりスタックされ二本鎖内に安定に取り込まれ得るバ
ルジ塩基認識分子において、当該バルジ認識分子がさら
にバルジ塩基と共有結合を形成し得る官能基を有してい
ることを特徴とするバルジ認識分子。
【請求項２】バルジ認識分子が、次の一般式（Ｉ）、【化１】（式中、Ａは、＝Ｃ−又は＝Ｎ−を示し、Ｚは、−ＣＨ_２−又は−ＮＨ−を示し、Ｒ_１は、水素原子、炭素数１〜１５のアルキル基であっ
て当該アルキル基中の１個又はそれ以上の炭素原子が酸
素原子又は窒素原子で置換されてもよいアルキル基、炭
素数１〜１５のアルコキシ基であって当該アルコキシ基
中の１個又はそれ以上の炭素原子が酸素原子又は窒素原
子で置換されてもよいアルコキシ基、又は、炭素数１〜
１５のモノ若しくはジアルキルアミノ基であって当該ア
ルキルアミノ基中の１個又はそれ以上の炭素原子が酸素
原子又は窒素原子で置換されてもよいモノ若しくはジア
ルキルアミノ基を示し、Ｒ_２は、バルジ塩基と共有結合を形成し得る官能基を置
換基として有する炭素数１〜２０のアルキル基であって
当該アルキル基中の１個又はそれ以上の炭素原子が酸素
原子又は窒素原子で置換されてもよいアルキル基を示
す。）で表される化合物である請求項１に記載のバルジ
塩基認識分子。
【請求項３】バルジ塩基認識分子が、１，８−ナフチ
リジン誘導体である請求項１又は２に記載のバルジ塩基
認識分子。
【請求項４】バルジ塩基と共有結合を形成し得る官能
基が、エポキシ基である請求項１〜３のいずれかに記載
のバルジ塩基認識分子。
【請求項５】バルジ認識分子が、２−（β−（Ｎ−エ
ポキシメチル−アミノ）−プロピオニルアミノ）−７−
メチル−１，８−ナフチリジンである請求項４に記載の
バルジ認識分子。
【請求項６】バルジ認識分子が、担体に結合できるリ
ンカー基をさらに有している請求項１〜５のいずれかに
記載のバルジ塩基認識分子。
【請求項７】担体に結合されている請求項６に記載の
バルジ認識分子。
【請求項８】担体がチップである請求項７に記載のバ
ルジ認識分子。
【請求項９】請求項１〜８のいずれかに記載のバルジ
塩基認識分子を含有してなるバルジ塩基認識用組成物。
【請求項１０】請求項１〜８のいずれかに記載のバル
ジ塩基認識分子を用いて、ＤＮＡ中のバルジ塩基を検
出、同定又は定量する方法。
【請求項１１】正常な塩基配列を有するＤＮＡに被検
体のＤＮＡをハイブリダイズさせて、請求項１〜８のい
ずれかに記載のバルジ塩基認識分子の存在下に前記した
ハイブリダイズしたＤＮＡを固定化する請求項１０に記
載の方法。
【請求項１２】正常な塩基配列を有するＤＮＡ及び被
検体のＤＮＡのいずれかが標識化されている請求項１１
に記載の方法。
【請求項１３】バルジ塩基認識分子が、特定のバルジ
塩基と水素結合を形成し、当該バルジ塩基の近隣に存在
する塩基対にスタックされ、かつ当該バルジ認識分子と
バルジ塩基とが共有結合で結合されることによりバルジ
塩基が安定化されたバルジ塩基を含有するＤＮＡ。
【請求項１４】バルジ認識分子が請求項１〜８のいず
れかに記載のバルジ認識分子である請求項１３に記載の
ＤＮＡ。
【請求項１５】バルジ塩基がグアニンでる請求項１３
又は１４に記載のＤＮＡ。