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RNAの熱安定性について トピック削除
No.2479-TOPIC - 2010/04/28 (水) 15:46:25 - バイオ実験素人
RNAが二価金属イオンの存在下で不安定であるとよく聞きます。
私の理解では、RNaseが存在(またはコンタミ)している状況で、2価の金属イオンが存在していると加水分解されるのだと思っているのですが正しいでしょうか?

アルカリ溶液中では高温にするとRNAは分解することは知っていますが、例えば中性、あるいは酸性溶液中で95℃程度に加熱した場合、化学的な分解(溶液は完全にRNase Freeとします)は起こるのでしょうか?

素人丸出しの質問で済みませんが、ご教授願えればと思います。
 
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追伸 削除/引用
No.2479-10 - 2010/04/28 (水) 18:19:03 - ちょこ
私の投稿は、
17:26:28 - 歩兵
までをみて書いたものです。

皆さんの投稿が非常に参考になりました。
ありがとうございました。

非酵素的分解 削除/引用
No.2479-9 - 2010/04/28 (水) 18:16:22 - ちょこ
> この”反応”が化学的な反応なのか、生化学的な反応なのか

前者を非酵素的、後者を酵素的とだと読み取るならば、非酵素的な反応です。
適当な文献にすぐには行き当たらなかったので、下記のもので代用。
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/3412475
引用文献を幾つかみたら宜しいのではないかと。

この質問に便乗した私の疑問があります。このトピックのような疑問を持った際に、どのような調べ方をするのが良いでしょうか。調べ物の腕を磨くという視点からの興味です。
生化学の教科書でRNAの化学的安定性を調べてみたのですが、私が持っているものには(二価)金属存在下でのRNA切断について書かれていませんでした。
「divalent cation cleavage rna」というキーワードでPubMed検索を行いヒットした論文の題名をたくさんみていくとそれらしい論文が見つからないことはないという感じでした。

(無題) 解決済み 削除/引用
No.2479-8 - 2010/04/28 (水) 18:10:48 - バイオ実験素人
歩兵さんの検索能力に脱帽です。

論文を読んでみたところかなり殆ど私の疑問は解決しました。分子内求核反応でリン酸ジエステル結合が加水分解するのですね。

みなさま本当に有り難うございました。

(無題) 削除/引用
No.2479-7 - 2010/04/28 (水) 18:00:19 - 歩兵
私は化学に明るいわけでもなく、特別な検索語を使ったわけでもありませんが、Googleでちょっと調べてみたら次の論文が見つかって

http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ja990592p

この論文が特に関連が深い訳ではないかもしれないけれど、論文内を"divalent"で検索したら、次のような文章がありましたよ。

It has been known for many years that various divalent metal
ions strongly promote RNA degradation by transesterification. The catalytic roles of metal ions are diverse. For example,
magnesium cations presumably could promote the cleavage of
RNA by facilitating proton transfer or by serving as a Lewis
acid catalyst.

検索に掛かった時間は3分間ほどでしたかね。

(無題) 削除/引用
No.2479-6 - 2010/04/28 (水) 17:55:31 - AP
二価の金属イオン存在下の加温で、RNAが非酵素的に分解することはよく知られています。二価の金属イオンそのものが触媒として働く(これもよくあること)のでしょう。

これで、問題になるのは、RT-PCRの鋳型とするRNAからDNAを除去するときに、DNase Iを使うことがありますが、十分な酵素活性を引き出すためにはMg++, Ca++, Mn++などのイオンを加える必要があります。一方、反応後のDNase Iの失活のために、加熱処理をすることがありますが、フリーの二価金属イオン存在下のままでは、肝心のRNAを分解する可能性が高いので、十分なキレート剤の添加が必要です。

その辺の論議はhttp://www.kenkyuu.net/cgi-biotech2/biotechforum.cgi?mode=view;Code=1681
ほか、過去トピに何度か取り上げられていたと思います。

また、単純にRNAの水溶液を加熱しても分解するはずです(しないかもと考える理由がない)。DNAですら、例えばプローブの平均断片サイズを下げるとか、salmon sperm DNAなどをcarrier DNAに調製するとかで断片化をするとき、長時間、沸騰水浴するとか、オートクレーブをかけるとかしますもの。

(無題) 削除/引用
No.2479-5 - 2010/04/28 (水) 17:42:59 - バイオ実験素人
歩兵さま

そうですか。それは勘違いしていました。
ではこのカチオンが触媒する化学反応とはどのような反応かご存知の方はおられないでしょうか?
論文を探そうとしているのですがなかなか見つかりません・・・

(無題) 削除/引用
No.2479-4 - 2010/04/28 (水) 17:26:28 - 歩兵
コンタミするRNaseの主要なものはRNase Aですが、RNase Aは活性に二価カチオンを要求しませんから、おっしゃっているケースは非酵素的分解についての話ですよ。

Pumpkinさん。ありがとうございます 削除/引用
No.2479-3 - 2010/04/28 (水) 16:54:02 - バイオ実験素人
アプリケーションという意味ではなく、ただ純粋な興味からの質問です。RTなどは関係ありません。

知りたいのはRNase非存在下でのRNAの熱安定性についてです。
ご紹介して頂いたambionのページではニ価のカチオンが反応を触媒すると書いてありますが、この”反応”が化学的な反応なのか、生化学的な反応なのかが良くわかりません。

おそらく高温でRNAの分解が化学的に起こるとするとリボースの水酸基が関与した分解だと思うのですが・・・

(無題) 削除/引用
No.2479-2 - 2010/04/28 (水) 16:25:34 - Pumpkin
>RNaseが存在(またはコンタミ)している状況で、2価の金属イオンが存在していると加水分解される

これは二価の金属カチオンの存在云々の前に、RNaseがあることが問題ですよね。どちらにしても二価の金属イオンの存在化で熱が加わるとRNAの化学的分解が引き起こされます。よくcDNA合成の前のDNaseの失活に熱処理が行われるプロトコルを見ることがありますが、cDNAの品質に影響をあたるので避けるべきです(AmbionのHPに詳しいです http://www.ambion.com/jp/catalog/Image.php?520 )

>酸性溶液中で95℃程度に加熱した場合、化学的な分解

試したわけではないのですが、先に出したAmbionの実験結果であれば、二価の金属イオンが問題であって、これの存在化では中性だろうが酸性だろうが化学的切断を受ける可能性があるのでしょう。逆にいえば二価の金属イオンが無ければある程度の熱には耐えるのかもしれません。

質問された目的が見えませんがcDNA合成の前のRNA溶液に対する処理であれば二価の金属イオンを除去してからの過熱を勧めます。

RNAの熱安定性について 削除/引用
No.2479-1 - 2010/04/28 (水) 15:46:25 - バイオ実験素人
RNAが二価金属イオンの存在下で不安定であるとよく聞きます。
私の理解では、RNaseが存在(またはコンタミ)している状況で、2価の金属イオンが存在していると加水分解されるのだと思っているのですが正しいでしょうか?

アルカリ溶液中では高温にするとRNAは分解することは知っていますが、例えば中性、あるいは酸性溶液中で95℃程度に加熱した場合、化学的な分解(溶液は完全にRNase Freeとします)は起こるのでしょうか?

素人丸出しの質問で済みませんが、ご教授願えればと思います。

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