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DNA 6-4光付加体のUVA形成におけるチエタン前駆体の検出
Detection of the thietane precursor in the UVA formation of the DNA 6-4 photoadduct.
PMID: 32680990 DOI: 10.1038/s41467-020-17333-y.
抄録
(6-4)光付加体は、太陽光による皮膚癌の誘発に生物学的に重要な役割を果たしているにもかかわらず、その生成機構の詳細については半世紀以上に及ぶ研究が行われてきたにもかかわらず、その解明には至っていませんでした。4-チオチミジン(4tT)は、その生成機構を研究するための重要なモデル系として広く利用されているが、励起状態の前駆体、中間種、(6-4)光付加体の生成に至るまでの時間スケールなどについては不明な点が多かった。ここでは、5'-TT(4tT)T(4tT)TT-3'DNAオリゴヌクレオチドを用いて、チエタン中間体形成に至る励起状態、その速度、及び(6-4)光付加体形成に至る時間スケールを示すために、定常状態及び時間分解分光法を新たに報告されている量子化学計算と組み合わせることで、(6-4)光付加体形成に至る励起状態を明らかにした。1ps以下の効率的な系間交差により、最短3psでチエタン中間体のトリプレットミニマムが形成され、この中間体が基底状態に交差して(6-4)光付加体を形成することに成功しました。
Notwithstanding the central biological role of the (6-4) photoadduct in the induction of skin cancer by sunlight, crucial mechanistic details about its formation have evaded characterization despite efforts spanning more than half a century. 4-Thiothymidine (4tT) has been widely used as an important model system to study its mechanism of formation, but the excited-state precursor, the intermediate species, and the time scale leading to the formation of the (6-4) photoadduct have remained elusive. Herein, steady-state and time-resolved spectroscopic techniques are combined with new and reported quantum-chemical calculations to demonstrate the excited state leading to the formation of the thietane intermediate, its rate, and the formation of the (6-4) photoadduct using the 5'-TT(4tT)T(4tT)TT-3' DNA oligonucleotide. Efficient, sub-1 ps intersystem crossing leads to the population of a triplet minimum of the thietane intermediate in as short as 3 ps, which intersystem crosses to its ground state and rearranges to form the (6-4) photoadduct.