抗体の結合空間によるレドックス誘起システムの構築

2001 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13128207
• 研究種目: 特定領域研究(B)
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 原田 明 大阪大学, 大学院・理学研究科, 教授 (80127282)
• 研究分担者: 山口 浩靖 大阪大学, 大学院・理学研究科, 助手 (00314352) ; 吉岡 泰規 三重大学, 工学部, 教授 (00291451)
• キーワード: 抗体 / 電子移動 / 電子受容体 / メチルビオロゲン / バイオセンサー / 超分子 / ポルフィリン / 高感度検出法

研究概要

ポルフィリンとビオロゲンあるいはキノンを同時に取り込み、効率の良い電子移動・エネルギー変換を実現させるための機能性材料「モノクローナル抗体」を作製する上で必要なポルフィリン誘導体を合成した。このポルフィリン誘導体としてポルフィリンの軸方向あるいは平面上に電子アクセプターを共有結合で導入した分子を設計した。比較のために電子アクセプター分子のみを結合することができる抗体を作製した。ビオロゲン誘導体を強く結合するモノクローナル抗体が4種類得られた。これらの抗体はビオロゲン-ポルフイリン共有結合化合物と結合することにより、ポルフィリンからビオロゲン部位への電子移動の効率を変化させることがわかった。そのうちの1種、10D5と名付けたモノクローナル抗体の特性を詳細に検討した。抗体10D5は抗原決定基として用いたビオロゲン誘導体のみならずメチルビオロゲンやビオロゲンダイマーに対しても10^<-7>Mの解離定数をもって結合する。ビオロゲンを炭素数12のアルキル鎖を介して結合させたビオロゲンダイマーと抗体とを混合すると線状の超分子を形成することが原子間力顕微鏡観察、酵素標識抗体測定法(ELISA)およびバイオセンサーの測定により明らかになった。この超分子形成を利用すると毒物であるメチルビオロゲンを感度良く検出できることを見い出した。表面プラズモン共鳴法(SPR)を検出原理とするバイオセンサー(BIAcoreX)上において、抗体10D5とビオロゲンダイマーの超分子形成をメチルビオロゲン存在下で観測した。超分子形成によるシグナル強度変化量は含有メチルビオロゲン濃度に応じて線形的に変化することがわかった。SPRセンサーでは検出困難な低分子の存在を感知し、さらにその検出シグナルを高分子の物理量変化として増幅する新たな手段であり、任意のターゲットとなる化合物の検出に一般化できると予想される。

研究成果

• [文献書誌] A.Harada: "Cyclodextrin-Based Molecular Machines"Acc.Chem.Res.. 34・6. 456-464 (2001)
• [文献書誌] H.Okumura: "Preparation and Characterization of Inclusion Complexes of Poly(dimethyl-siloxane)s with Cyclodextrins"Macromolecules. 34・18. 6336-6343 (2001)
• [文献書誌] Y.Takashima: "Synthesis of a Novel Oxotungsten(VI) Complex Having a Chelating Bis(aryloxo) Ligand and Its Catalytic Behavior for Ring-Opening Metathesis Polymerization"Chem.Lett.. 2001・5. 488-489 (2001)
• [文献書誌] H.Yamaguchi: "Stellate Macroscopic Crystals from Cationic and Anionic Porphyrins"Chem.Lett.. 2001・8. 778-779 (2001)
• [文献書誌] T.Michishita: "Complex Formation of Polybutadiene with Cyclodextrins"Macromol.Rapid Commun.. 22・10. 763-767 (2001)
• [文献書誌] 原田 明: "常識を超えた高分子"高分子. 51・1. 18-18 (2002)
• [文献書誌] H.Yamaguchi: "Amplification of Detection Signals for Methyl Viologen by Using Supramolecular Formation of Antibody with Viologen Dimer in Surface Plasmon Resonance Sensor"Chem.Lett.. 2002・3. 382-383 (2002)
• [文献書誌] Y.Takashima: "Synthesis of Novel Oxo Complexes of Tungsten and Molybdenum with Various Chalcogen-Bridged Chelating Bis(aryloxo) Ligands and their Catalytic Behavior for Ring-Opening Metathesis"J.Organomet.Chem.. (in press). (2002)
• [文献書誌] Y.Takashima: "Synthesis of cis-Dichloride Complexes of Group 6 Transition Metal Complexes Bearing Alkyne and Chalcogen-Bridged Chelating Bis(aryloxo) Ligands as Catalyst Precursors for Ring-Opening Metathesis Polymerization"J.Organomet.Chem.. (in press). (2002)
• [文献書誌] Y.Takano: "Theoretical Studies on the Magnetic Interaction and the Reversible Dioxygen Binding of the Active Site in Hemocyanin"Chem.Phys.Lett.. 335. 395-403 (2001)
• [文献書誌] H.Isobe: "EHF Theory of Chemical Reactions V. The Nature of Manganese-Oxygen Bonds by Hybrid Density Functional (DFT) and Coupled-Cluster (CC) Methods"Int.J.Quant.Chem.. 85. 34-43 (2001)
• [文献書誌] Y.Kitagawa: "Theoretical Study on Magnetic Interactions of the Metal Dimers and Their Acetate Complexes"Polyhedron. 20. 1189-1196 (2001)
• [文献書誌] T.Onishi: "Theoretical Study of the Magnetic Interaction for M-O-M Type Metal Oxides. Comparison of Broken-Symmetry Approaches"Polyhedron. 20. 1177-1184 (2001)
• [文献書誌] F.Matsuoka: "Theoretical Investigation on the Magnetic Interaction of the Tetrathiafulvalene-Nitronyl Nitroxide Stacking Model : Possibility of Organic Magnetic Metals and Magnetic Superconductors"Polyhedron. 20. 1169-1176 (2001)
• [文献書誌] H.Mori: "Vinyl Hydrogen more Reactive than Benzoyl Hydrogen toward Base in Significantly Twisted Styrens"Tetrahedron Lett.. 42. 3093-3095 (2001)