内分泌撹乱物貭の電気化学的スクリーニング法の開発に関する研究

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12440207
• Research Institution: HOKKAIDO UNVERSITY
• Principal Investigator: 田中 俊逸 北海道大学, 大学院・地球環境科学研究科, 教授 (30142194)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 伊藤 慎二 北海道薬科大学, 薬学部, 講師 (80137447)
• Keywords: 外因性内分泌撹乱物質 / 電気化学的アッセイ法 / エストロゲンレセプター / 電極活性ラベル化剤 / ダウノマイシン / 17β-エストラジオール / ビスフェノールA / 電気化学的修復法

Research Abstract

近年、外因性内分泌撹乱物質(EDCs)と呼ばれる化学物質群が、生殖や免疫といった生命の根源を脅かしている事が明らかとなった。これらのEDCsの内分泌系への作用機構は様々であるが、レセプターとの結合がトリガーとなることが多い。従って、EDCsのレセプターへの結合能力を評価することは、その化学物質が内分泌撹乱を誘引する可能性があるかどうかを評価するために重要である。そこで本研究では、EDCsの電気化学的プレスクリーニング法の開発を目的とし、タンパク-リガンド相互作用の代表的な系であるアビジン-ピオチン系において、その相互作用の電気化学的検出に関する基礎的な検討を行った後、その原理を性ホルモンレセプターであるエストラゲンレセプター(ER)とエストラジオール系に適用した。この目的のために、エストラジオールを電極活性物質であるドウノマイシンでラベル化したリガンドを調整した。このラベル化したエストラジオールの電極応答はERと結合することにより大きく減少した。この電流値の減少はラベル化リガンドの17β-エストラジオール部位とERとの特異的な相互作用に起因するものである事が、エストラゲン抗体、グロブリンタンパクなどを用いた検討から明らかになった。一定量のレセプターに対してLEとEDCを競争反応させたところ、全ての試験化合物からERとの結合に起因する電極応答の増加が観測され、これによって様々の化学物質の環境ホルモン用作用に関するスクリーニングの可能性を示すことができた。さらにこの方法は、電極表面に固定化されたエストラジオールとエストラジオール抗体を用いるマーカーイオンの膜透過性の制御に基づくアッセイ法へと発展した。
さらに環境ホルモン物質については、スクリーニング法とは別に、その電気化学的除去法及び分解法についても検討し、カーボンファイバー電極及び酸化スズ電極を用いる新しい電気化学的手法を提案することができた

Research Products

• [Publications] M.Mori: "Migration behavior of alkylphenols, bisphenol A and bisphenol S studies by capillary electrophoresis using sulfated β-cyclodextrin"Anal.Sci.. 17. 763-768 (2001)
• [Publications] H.Kuramitz: "Electrochemical oxidation of bisphenol A. Application to the removal of bisphenol A using a carbon fiber electrode"Chemosphere. 45. 37-43 (2001)
• [Publications] H.Kuramitz: "Electrochemical evaluation of the interaction between endocrine disrupter chemicals and estrogen receptor using 17β-estradiol labeled with daunomycin"Anal.Chem.. 74. 533-538 (2002)
• [Publications] Y.Nakata: "Electrochemical decomposition of bisphenol A using Pt/Ti and SnO_2/Ti anodes"J.Applied Electrochem.. (2002)
• [Publications] H.Kuramitz: "Electrochemical removal of p-nonylphenol from dilute solutions using a carbon fiber anode"Water Research. (2002)
• [Publications] Y.Itoh: "High-Performance Liquid Chromatographic Separation of Potential Hydroxylated Metabolites of Estradiol 17-Sulfate by Female Rat Liver Microsomes"Anal.Sci.. 17. 659-661 (2001)
• [Publications] S.Tanaka: ""Niacin" in "Modern Analytical Methodologies on Fat and Water Soluble Vitamins""John Wiley & Sons,Inc.. 21 (2000)