音速度測定によるDNAとナトリウムイオンとのイオン結合に関する研究

1987 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 62550650
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 香田 忍 名古屋大学, 工学部, 助手 (10126857)
• Keywords: デオキシリボ核酸 / イオン結合 / 高分子溶液の音速

Research Abstract

本研究は, DNAとナトリウムイオンとのイオン結合に関する知見を音速度と密度より得られる断熱圧縮率より求めることにある. 市販の小牛胸線DNAを新たに試作した超音波照射装置により低分子化し, 分子量30万程度のDNAを測定試料とした. さらにRecordらの方法に従いテトラブチルDNA水溶液を調製した. DNA濃度は, 本年度の補助金により購入した可視紫外分光光度計を用い260nmに吸収を持つリン酸基の定量により決定した. 本研究では, 希薄水溶液の音速度をできる限り少量の試料を用い高精度で測定する必要がある. このため, 音速度の測定には従来のシングアラウンド方法による装置の試料容器を改良し用いた. 両端に直径8mmのPZT振動子を張り合わせた長さ60mm直径15mmの円筒型ガラスセルを用いることにより, 20cm^3の試料溶液について測定精度±1cm/secで音速度測定が可能となった. 0.01mol/lDNA水溶液に2.0mol/lのNacl水溶液をマイクロビュレットを用い添加し, 溶液の音速度の添加塩濃度依存性を測定した. テトラブチルDNA水溶液に加えられたNa^+は, テトラブチルアンモニウムイオンと置換される. この時Na^+とリン酸イオンとの間に強い相互作用が働きリン酸イオンの水和層を乱すものであれば, 音速度の添加塩濃度依存性を直線的に変化しない. 本実験結果では, DNA溶液の音速度は, Nacl濃度に対し直線的に変化した. このことは, リン酸イオンとNa^+との相互作用はイオン近傍の水和体積変化をともなわないイオン零囲気に基づくイオン結合が支配的であることを示している. Na-DNAにMgcl_2を添加した場合にも同様の結論が得られた. 上記の結果をさらに検証するためにDNAの濃度変化及びポリリン酸系での実験を計画している.