分子認識電極反応によるDNA損傷センシング

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09237239
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 福住 俊一 大阪大学, 工学部, 教授 (40144430)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 末延 知義 大阪大学, 工学部, 助手 (90271030) ; 伊東 忍 大阪大学, 工学部, 助教授 (30184659)
• Keywords: 電子移動 / DNA / 損傷 / 電気化学 / 核酸塩基の酸化 / メディエーター / 蛍光消光

Research Abstract

DNA損傷は、癌をはじめ様々な疾患の原因となることがよく知られている。しかし、その損傷の度合いをin situで簡便に知る方法はまだ開発されていない。そこで、本研究ではDNAの損傷の度合いを簡便に電気化学的に決定する手法を開発することを目的とする。はじめに、核酸塩基の電子移動反応活性について検討するために、核酸塩基による種々の光増感剤の電子移動による蛍光消光からその電子移動速度定数を決定した。その結果,蛍光消光から求めた核酸塩基の電子移動反応速度定数(k_<et>)は、GMPが最も高く、ついでAMP、TMP、CMPの順となることがわかった。これらk_<et>の対数を各種光増感剤の一重項励起状態の一電子移動還元電位に対してプロットすると、電子移動に特有の相関関係が得られ、核酸塩基の一電子酸化電位は、GMP,AMP,TMP,CMPの順に大きくなることがわかり、GMPは他の核酸塩基に比べて著しく電子移動酸化活性が高い事がわかった。また、DNA中のグアニンとRu(bpy)^<3+>_3との電子移動反応速度定数はk_<obs>=7.9×10^3M^<-1>s^<-1>であった。この値はGMPに比べ1/32であり、DNA中ではグアニンの酸化活性は顕著に低下することがわかった。この電子移動速度定数の値ははRu(bpy)^<3+>_3をメデイエーターを用いたサイクリックボルタンメトリーから得られた結果とほぼ一致した。また、電子移動速度定数の値はDNA中のグアニン量に比例し、DNAの損傷に伴い低下することがわかった。従って、この電子移動速度とDNAの損傷の度合いとの関係を詳細に調べることにより、DNA損傷セイシングのとして使用できるめどが立った。

Research Products

• [Publications] Shunichi Fukuzumi et al.: "Electron Transfer Mechanism of Organocobalt Porphyrins. Site of Electron Transfer,Migration of Organic Groups,and Cobalt-Carbon Bond Energies in Different Oxidation States" J.Am.Chem.Soc.(印刷中). (1998)
• [Publications] Shunichi Fukuzumi et al.: "Kinetic and Thermodynamic Studies of Iron(III) and Iron(IV) Sigma Bonded Porphyrins. Formation and Reactivity of [(OEP)Fe(R)]^<n+> where OEP is the Dianion of Octaethylporphyrin,n=0,1,2,3 and R=C_6H_5,3,4,5-C_6F_3H_2,C_6F_4HorC_6F_5" Inorg.Chem.(印刷中). (1998)
• [Publications] Shunichi Fukuzumi et al.: "Mechanistic Studies of Aliphatic Ligand Hydroxylation of a Copper Complex by Dioxygen:A Model Reaction for Copper Monooxygenases" J.Am.Chem.Soc.120(印刷中). (1998)
• [Publications] Shunichi Fukuzumi et al.: "Modeling of the Chemistry of Quinoprotein Methanol Dehydrogenase. Oxidation of Methanol by Calcium Complex of Coenzyme PQQ via Addition-Elimination Mechanism." J.Am.Chem.Soc.119・2. 439-440 (1997)
• [Publications] Shunichi Fukuzumi et al.: "Direct Observation of Radical Intermediates Derived from Thiamin Coenzyme Models and the Redox Behavior" Angew.Chem.,Int.Ed.37・(印刷中). (1998)
• [Publications] Shunichi Fukuzumi et al.: "Model Studies of Calcium-containing Quinoproteins Alcohol Dehydrogenaes. Catalytic Role of Ca^<2+> for the Oxidation of Alcohols by Coenzyme PQQ" Biochemistry. (印刷中). (1998)
• [Publications] Shunichi Fukuzumi et al.: "Advances in Photochemistry" Wiley(New York)(印刷中), (1998)