核酸複合体形成を電気化学で制御する

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23655068
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 分析化学
• 研究機関: 熊本大学
• 研究代表者: 井原 敏博 熊本大学, 自然科学研究科, 教授 (40253489)
• 連携研究者: 小比賀 聡 大阪大学, 大学院・薬学研究科, 教授 (80243252)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• キーワード: 生体分析 / 人工核酸 / 電気化学 / 電極修飾 / DNAセンサー / 電気化学的制御 / DNAコンジュゲート

研究概要

骨格中にジスルフィド、およびターピリジンを有するDNA（それぞれssDNA、terpy2DNA）を電極上に固定化してそのハイブリダイゼーションを、それぞれスルフヒドリル-ジスルフィド変換、および金属錯体の酸化還元挙動をとおして電気化学的にモニターしたい。
炭素電極、および金電極を利用して、それぞれ芳香族化合物とのスタッキング、およびAu-Sの強い親和性を利用してDNAの固定化を行い、それぞれのDNAの電気化学挙動をモニターした。その結果、ジスルフィド結合の明確な還元シグナルを観察することはできなかったが、DNA上で形成した[Fe(terpy)2]2+/3+の酸化還元シグナルを得ることができた。

研究成果

• [雑誌論文] Potentiometric DNA Sensing Platform Using Redox-Active DNA Probe Pair for Sandwich-Type Dual Hybridization at Indicator Electrode Surface (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Nakano, T. Kimura, Y. Kitamura, T. Ihara, R. Ishimatsu, T. Imato
  • 雑誌名: J. Electroanal. Chem 巻: 720-721 ページ: 71-75
  • 査読あり
• [雑誌論文] In Situ Oxygenous Functionalization of a Graphite Electrode for Enhanced Affinity toward Charged Species and a Reduced Graphene Oxide Mediator (2014)
  • 著者名/発表者名: M. R. Karim, Y. Ikeda, T. Ide, S. Sugimoto, K. Toda, Y. Kitamura, T. Ihara, T. Matsui, T. Taniguchi, M. Koinuma, Y. Matsumoto, S. Hayami
  • 雑誌名: New J. Chem 巻: 38 ページ: 2120-2127
  • 査読あり
• [雑誌論文] Versatile Allosteric Molecular Devices Based on Reversible Formation of Luminous Lanthanide Complexes (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Kitamura, S. Yamamoto, Y. Osawa, H. Matsuura, T. Ihara
  • 雑誌名: Chem. Commun 巻: 49 ページ: 285-287
  • 査読あり
• [雑誌論文] Metallo-regulation of the Bimolecular Triplex Formation of a Peptide (2013)
  • 著者名/発表者名: H. Shimada, T. Sakurai, Y. Kitamura, H. Matsuura, T. Ihara
  • 雑誌名: Nucleic Acid Dalton Trans 巻: 42 ページ: 16006-16013
  • 査読あり
• [雑誌論文] DNA Analysis Based on Toehold-mediated Strand Displacement on Graphene Oxide (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Miyahata, Y. Kitamura, A. Futamura, H. Matsuura, K. Hatakeyama, M. Koinuma, Y. Matsumoto, T. Ihara
  • 雑誌名: Chem. Commun 巻: 49 ページ: 10139-10141
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electrochemical Signal Modulation in Homogeneous Solutions Using the Formation of an Inclusion Complex between Ferrocene and β-cyclodextrin on DNA Scaffold (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Ihara, T. Wasano, R. Nakatake, P. Arslan, A. Futamura, A. Jyo
  • 雑誌名: Chem. Commun 巻: 47 ページ: 12388-12390
  • 査読あり
• [学会発表] 金属配位構造を骨格に導入した DNA による機能性核酸の制御 (2014)
  • 著者名/発表者名: 大浦博之, 白浜千里, 古園智大, 北村裕介, 井原敏博
  • 学会等名: 日本化学会第94春季年会
  • 発表場所: 名古屋大学東山キャンパス
  • 年月日: 2014-03-27
• [学会発表] Ion-directed Drastic Conformational Change of DNA and Its Application to DNAzyme Activity Control (2013)
  • 著者名/発表者名: H. Ohura, T. Furuzono, C. Shirahama, Y. Kitamura, T. Ihara
  • 学会等名: 第40回国際核酸化学シンポジウム
  • 発表場所: 神奈川大学
  • 年月日: 2013-11-13
  • 招待講演
• [学会発表] 刺激応答性を有する DNA (2013)
  • 著者名/発表者名: 井原敏博
  • 学会等名: バイオマテリアル学会九州講演会2013
  • 発表場所: 熊本大学黒髪北キャンパス
  • 年月日: 2013-09-20
  • 招待講演
• [学会発表] Flexible biomolecular sensor based on reversible formation of luminescent lanthanide complexes by metal chelator-DNA conjugates (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Kitamura, S. Yamamoto, R. Ozaki, T. Ihara
  • 学会等名: The Twelfth Asian Conference on Analytical Sciences (ASIANALYSIS XII)
  • 発表場所: 九州大学馬出キャンパス
  • 年月日: 2013-08-22
• [学会発表] 核酸上でのデザインされた分子間相互作用およびその分析化学的応用 (2013)
  • 著者名/発表者名: 井原敏博
  • 学会等名: 生命理工学研究科セミナー
  • 発表場所: 東京工業大学
  • 年月日: 2013-07-09
  • 招待講演
• [学会発表] DNA-directed metal complex formations and analytical applications (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Ihara
  • 学会等名: Asian International Symposium
  • 発表場所: 立命館大学びわこ・くさつキャンパス
  • 年月日: 2013-03-24
  • 招待講演
• [学会発表] Versatile Molecular Devices Based on the Reversible Formation of Luminous Lanthanide Complexes (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Kitamura, S. Yamamoto, Y. Osawa, T. Ihara
  • 学会等名: The 39th International Symposium on Nucleic Acids Chemistry
  • 発表場所: 名古屋大学豊田講堂
  • 年月日: 2012-11-15
• [学会発表] π-π相互作用を利用した炭素電極上への DNA 固定化に関する研究 (2012)
  • 著者名/発表者名: 森本啓示, 松山泰知, 北村裕介, 井原敏博
  • 学会等名: 第49回化学関連支部合同九州大会
  • 発表場所: 北九州市国際会議場
  • 年月日: 2012-06-30
• [図書] "金属錯体の特異的な形成および相互作用を利用した新規核酸プローブの開発", "Development of Novel Nucleic Acid Probes Based on the Template-directed Formation of Metal Complexes" (2013)
  • 著者名/発表者名: 北村裕介, 井原敏博
  • 総ページ数: 793-816
  • 出版者: 分析化学
• [図書] Photochemically Relevant DNA-based Molecular Systems Enabling Chemical and Signal Transductions and Their Analytical Applications (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Ihara, Y. Kitamura
  • 総ページ数: 148-167
  • 出版者: J. Photochem. Photobiol. C : Photochem. Rev
• [図書] "核酸とカチオンの特異な相互作用", CSJ カレントレビュー 核酸化学のニュートレンド (2011)
  • 著者名/発表者名: 井原敏博(共同執筆)
  • 総ページ数: 173-180
  • 出版者: 化学同人
• [備考]
  • URL: http://133.95.131.186/~toshi/