二官能性リガンドを用いるタンパク-リダンド間相互作用の電気化学的評価とその挙動

1996 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 08740567
• 研究機関: 北見工業大学
• 研究代表者: 菅原 一晴 北見工業大学, 工学部, 助手 (30271753)
• キーワード: アビジン / ビオチン / ドウノマイシン / ナイルブルーA / ラベル化 / N-ヨードアセチル-N-ビオチニルヘキシレンジアミン

研究概要

電極活性物質でラベル化したビオチンを用いたアビジン-ビオチンアッセイ:本研究では、ビオチンをドウノマイシン、ナイルブルーAでラベル化しアビジンおよびビオチンの電気化学的な検出法の開発を行った。ラベル化した試薬は、アビジンのビオチンに対するサイトに結合すると電極活性物質部分までそのサイトに被覆される。そのため電極応答が変化するのでアビジンの検出が可能である。さらに、アビジンに対してビオチンとラベル化したビオチンを競争させることでビオチンの定量もできた。また、ビオチン部分と電極活性物質を異なる長さを持つスペーサーで結合させ、その効果についても検討した。スペーサーが長くなると疎水的性質が増加し電極への吸着性が増加する事が見いだされ、アビジンとの結合も強くなることがわかった。これはアビジン-ビオチン結合に加えてサイトとスペーサーの疎水的な相互作用が関与していることによるものと考えられる。
アビジンとビオチンによる化学反応のコントロール:ビオチン誘導体であるN-ヨードアセチル-N-ビオチニルヘキシレンジアミン(IB)とシステインのチオール基とが結合するとヨウ化物イオンが遊離する反応を用いて電気化学的手法によるアビジン-ビオチンアッセイを検討した。IBがビオチン部分を持っているためこの反応はアビジンとビオチンによってコントロールされる。それゆえ、ヨウ化物イオンまたはシステインを測定することでアビジンとビオチンの検出ができる。高感度での検出を行うため、システインと相互作用する水銀(11)が用いた。水銀(0)から水銀(11)の酸化波を測定することでそれらを検出ができ、その感度は10^<-9>Mレベルであった。この方法はIB BoundとIB Freeを分離する必要がないと言う利点を持つ。

研究成果

• [文献書誌] Kazuharu Sugawara: "Electrochemical evalution of avidin-biotin interaction using N-iodoacetyl-N-Biotinylhexylenediamine" Bioelectrochemistry and Bioenergetics. 39. 309-312 (1996)
• [文献書誌] Kazuharu Sugawara: "Accumulation voltammetry of avidin and biotin using a biotin labeled with Nile Blue A" Bioelectrochemistry and Bioenergetics. 41. 167-172 (1996)
• [文献書誌] Kazuharu Sugawara: "Electrochemical behavior of cysteine at a Nafion/cobelt (II)" Journal of Electroanalytical Chemistry. 414. 253-256 (1996)
• [文献書誌] Kazuharu Sugawara: "The Spectrophotometric Determination of Trace Molybdenum (VI) after Collection and Elution as Molybdate ion on Protonated Chitin" Talanta. (in press). (1997)
• [文献書誌] Kazuharu Sugawara: "Biotin ligands labeled with daunomycin as electrochemical probe for avidin biotin interaction" Talanta. (in press). (1997)
• [文献書誌] Kazuharu Sugawara: "Electrochemical detection of avidin and biotin by biotin labeled with cysteine" Fresenius Journal of Analytical Chemistry. (in press). (1997)