グリコール核酸

グリコール核酸（Glycol nucleic acid、GNA）は、DNAやRNAに似ているが、糖骨格の構成が異なる核酸である。GNAは天然での生成は知られておらず、合成化学で作られる。2,3-ジヒドロキシプロピルヌクレオシドアナログは、1971年にウエダらによって初めて合成された^[1]。その後すぐ、このアナログのリン酸結合オリゴマーは溶液中でRNAとDNAの存在下で淡色効果を示すことが示された^[2]。ポリマーの調製法は、後にCookら^[3][4]、またAcevedoとAndrews^[5]によって記載された。GNAどうしの自己対合はZhangとMeggersによって2005年に初めて報告された^[6]。その後、GNA二重らせんの結晶構造がEssenとMeggersによって報告された^[7][8]。

GNAのT残基の骨格（赤）と天然のDNAのTヌクレオチドの骨格（青）の比較。

DNAとRNAは、骨格としてそれぞれデオキシリボース及びリボースを持つが、GNAの骨格は、ホスホジエステル結合で繋がれたグリコールの繰り返し構造からなる。グリコール単位はわずか3つの炭素原子から構成されるが、それでもGNAはワトソン・クリック型の塩基対形成を行う。GNA二本鎖の融解には高い温度が必要であるため、GNA中のワトソン・クリック塩基対はDNAやRNA中よりも安定である。おそらく核酸としては最も単純な構造であるため、RNAに先駆けて存在していたという仮説も存在している^[要出典]。

出典

1. Ueda, Nasuo; Kawabata, Toshio; Takemoto, Kiichi (1971-10). “Synthesis of N -(2,3-dihydroxypropyl) derivatives of nucleic bases” (英語). Journal of Heterocyclic Chemistry 8 (5): 827–829. doi:10.1002/jhet.5570080527. http://doi.wiley.com/10.1002/jhet.5570080527.
2. Seita, Toru; Yamauchi, Kiyoshi; Kinoshita, Masayoshi; Imoto, Minoru (1972-04-18). “Condensation polymerization of nucleotide analogues.”. Die Makromolekulare Chemie 154 (1): 255–261. doi:10.1002/macp.1972.021540123. http://doi.wiley.com/10.1002/macp.1972.021540123.
3. WO 9518820, Cook PD, Acevedo OL, Davis PW, Ecker DJ, Hebert N, "Synthesis of acyclic oligonucleotides as antiviral and antiinflammatory agents and inhibitors of phospholipase A2.", published 13 July 1995
4. US 5886177, Cook PD, Acevedo OL, Davis PW, Ecker DJ, Hebert N, "Preparation of ethylene glycol phosphate linked oligodeoxyribonucleotides as phospholipase A2 inhibitors.", issued 23 March 1999, assigned to ISIS Pharmaceuticals Inc.
5. Acevedo, Oscar L.; Andrews, Robert S. (1996-06). “Synthesis of propane-2,3-diol combinatorial monomers” (英語). Tetrahedron Letters 37 (23): 3931–3934. doi:10.1016/0040-4039(96)00745-9. https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/0040403996007459.
6. “A simple glycol nucleic acid”. Journal of the American Chemical Society 127 (12): 4174–5. (March 2005). doi:10.1021/ja042564z. PMID 15783191. https://pubs.acs.org/doi/10.1021/ja042564z.
7. “Duplex structure of a minimal nucleic acid”. Journal of the American Chemical Society 130 (26): 8158–9. (July 2008). doi:10.1021/ja802788g. PMC 2816004. PMID 18529005. https://pubs.acs.org/doi/10.1021/ja802788g.
8. “Atomic resolution duplex structure of the simplified nucleic acid GNA”. Chemical Communications 46 (7): 1094–6. (February 2010). doi:10.1039/B916851F. PMID 20126724. http://xlink.rsc.org/?DOI=B916851F.

外部リンク

• Meggers Laboratory
• Simpler than DNA - Chemical and engineering news