2013 Fiscal Year Research-status Report
楕円率検出型円二色性分光法の超高感度化と生体分子-薬剤間相互作用解析への応用
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25410167
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Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
荒木 保幸 東北大学, 多元物質科学研究所, 准教授 (80361179)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 円二色性 / 高感度検出 / 微弱光検出 / フォトンカウンティング |
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| Research Abstract |
生体分子であるたんぱく質や核酸は、大量スケールでの入手が難しくかつ高額になるだけではなく、特に高濃度条件では不可逆な自己会合により沈殿の形成あるため、高濃度条件での各種実験に困難さが伴うことが多い。円二色性(CD)測定は、核酸やタンパク質の高次構造を鋭敏に検出可能であり、生体内環境、つまりは溶液中における構造・動的挙動解明の有効な手法の一つであるが、比較的高濃度試料が必要であるため、上記した生体機能分子由来の問題点により、その有用性が遺憾なく発揮されているとはいい難い。本申請では、申請者がこれまで独自に取り組んできた楕円偏光を利用するCDの新規測定手法を発展させ、CD測定装置の超高感度化を達成し、超希薄溶液でのCD測定を可能とし、生体機能分子-薬剤間相互作用の解析へと応用する。ただし乗り越えなければならない技術的課題も存在する。それは、ひとえに楕円偏光を作成するための光源の安定性と絶対光量不足である。この点は、微弱光検出手法であるフォトンカウンティング法を用いることで改善する。フォトンカウンティング法は、微弱な発光現象を捉えるために常用されている手法であり、CD測定のような透過光測定に用いられることは稀である。しかしながら、本手法の弱点である透過光強度不足を逆手にとることで、超高感度CD検出法を確立し、生体分子と薬剤間相互作用解析へと応用することが、本申請の骨子である。
平成２５年度では現有設備である高輝度白色光源を利用した楕円率検出CD測定法のセットアップに、フォトンカウンティング手法を取り入れる改良を行うとともに、可視領域から紫外領域にかけて広範囲にCDを示すPYP、GFP等の発光タンパク質や、可視光に光吸収帯を示す基質を取り込んだ核酸等の試料を用いたCD測定の超高感度化の実証実験を行う。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
高輝度白色光源を利用した楕円率検出CD測定法のセットアップに、フォトンカウンティング手法を取り入れる改良がおおむね終了したが、当初の計画であった紫外光領域での感度上昇が、おそらく光学素子の透過率の問題により光量が減少し、結果として想定したスペックの100％を達成することが出来ていない。この点において計画が若干遅れていると判断される。
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| Strategy for Future Research Activity |
紫外光領域での透過光強度上昇の一番の問題点は、光学系に導入している直線偏光子が持つ紫外光領域での透過率である。この問題を解決するために、紫外光領域での透過率を向上させた新たな直線偏光子の設計を急ぎ行っている。本年度は、この直線偏光子の完成を踏まえて、紫外領域での円二色性測定の応用、そして、当初の計画にある、高感度CD測定法の応用として複雑な生体分子-薬剤間相互作用の解析への応用へとつなげていく。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
現在、測定手法の研究計画に若干の遅れが生じている。本来なら、測定手法の構築後に生体分子であるオリゴＤＮＡの購入、そしてオリゴＤＮＡを用いたテスト実験の予定であった。昨年度中にオリゴＤＮＡを購入した場合は、オリゴＤＮＡの長期保管を考慮する必要があった。オリゴＤＮＡは、ごく微量を適当な条件下では長期の保存も可能であるが、本研究の目的には、大量のオリゴＤＮＡ(～mg スケール）を使用する予定であり、そのような大量なオリゴＤＮＡを長期間保存することが可能かどうか、判断が付きかねた。それよりは、本年度、測定手法の構築後に新規に購入する方が安全だと考えたため、昨年度オリゴＤＮＡ購入を中止し、その予定金額を本年度に持ち越すこととした。
上記の理由のため、オリゴＤＮＡの購入に充てる予定である。
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