DNA/金属錯体の特異的触媒活性を利用する多重情報型遺伝子センサーの開発

利用DNA/金属复合物的特定催化活性开发多信息基因传感器

• 批准号: 11771416
• 负责人: 長谷部 靖
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: Saitama Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1999
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1999 至 2000
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-11771416/
• 关键词: DNAバイオセンサ; DNA; 金属錯体; DNAリアクター; DNA結合性薬物; 遺伝子センサー; 水晶振動子; サイクリックボルタンメトリー; 電気化学メディエーター

1)DNA/金属錯体の触媒活性銅(II)やニッケル(II)イオンは核酸塩基のグアニンに特異的に結合しDNA/金属錯体を形成することが知られている。本研究においてDNA/銅(II)錯体およびDNA/ニッケル(II)錯体が触媒するSH系化合物の酸化反応が、ミカエリスーメンテン型の速度論に従って進行することを明らかにした。その触媒活性は、DNA主鎖のリン酸基と酸化基質との静電的な相互作用によりある程度の選択性を示し、特に正電荷を持つアミノエタンチオールに対して大きな触媒活性を発現した。その反応に対してキナクリンやテトラサイクリンなどのDNA結合性薬物が拮抗的な阻害効果を示すことが速度論的解析より明らかとなり、DNAと薬物の解離常数が算出可能であった。2)DNA固定化カーボンフェルトをリアクターとするDNAバイオセンサ上記反応を応用してDNA結合性薬物を検知するフロー型DNAバイオセンサの開発を行った。微少炭素繊維の集積体である多孔性カーボンフェルト(CF)表面に、塩化シアヌル活性化法によりDNA/金属錯体を化学修飾し、これをリアクターとするフロー分析システムを構築した。酸化基質となるSH化合物をキャリアに含有させDNA/金属錯体固定化リアクターでSH化合物の酸化反応を進行させ、薬物の結合に伴う触媒活性の変化を酸素電極検出器で検知すると、薬物の種類や濃度に応じてピーク状の応答が変化する事実を見いだすことができた。本センサは2本鎖DNAへの薬物の結合をDNA/金属錯体の触媒活性を介してリアルタイムに解析することができ、ピーク応答の形状や大きさから薬物の結合様式や種類を判別できるという特徴があり、新しい測定原理に基づくバイオセンサを創案することができた。

1) Catalytic activity of DNA/metal complexes Cu (II) and Cu (II). Specific binding to DNA/metal complexes. In this study, DNA/Cu (II) complexes and DNA/Cu (II) complexes were used as catalysts for the acidification of SH series compounds. The catalytic activity of the DNA chain, the acid group, the electrostatic interaction of the matrix, the selectivity of the DNA chain, and the positive charge of the DNA chain are all present. The resistance effect of DNA-binding substances in the opposite direction is shown. The dissociation constant of DNA-binding substances can be calculated according to the velocity theory. 2) Development of DNA immobilized cells using DNA binding agents Micro-carbon micro-aggregates are porous, porous (CF) surfaces, chemically activated DNA/metal complexes, and chemically modified to construct analytical systems. Acidification of SH compounds in the matrix, immobilization of SH compounds containing DNA/metal complexes, acidification of SH compounds, binding of compounds with catalytic activity, detection of acid electrode detectors, type and concentration of compounds, and reaction conditions. The present invention relates to a method for analyzing the catalytic activity of DNA/metal complex in combination with DNA/metal complex by using a novel assay principle.

项目成果

内山俊一 編(分担執筆): "分子認識を基礎とする分析化学"宣協社. 218 (1999)

内山俊一（撰稿人）编辑：“基于分子识别的分析化学”Senkyosha 218（1999）。

長谷部靖,内山哲也,新井雅己,内山俊一: "DNA固定化カーボンフェルトをリアクターとするDNA結合性薬物のフロー型バイオセンシング"電気学会論文誌E. 119E. 571-575 (1999)

Yasushi Hasebe、Tetsuya Uchiyama、Masami Arai、Shunichi Uchiyama：“使用 DNA 固定碳毡作为反应器的 DNA 结合药物的流动型生物传感”日本电气工程师学会会刊 E. 119E. 571-575（1999 年） ）

長谷部 靖ら: "DNA固定化カーボンフェルトをリアクターとするDNA結合性薬物のフロー型バイオセンシング"電気学会論文誌. 119-E. 571-575 (1999)

Yasushi Hasebe 等人：“使用 DNA 固定碳毡作为反应器的 DNA 结合药物的流动型生物传感”，日本电气工程师学会汇刊 119-E 571-575 (1999)。

Y.Hasebe et al.: "Highly sensitive flow-detection of uric acid based on the intermediate regeneration of uricase"Analyst,. 123. 1775-1780 (1998)

Y.Hasebe 等人：“基于尿酸酶中间再生的尿酸高灵敏流量检测”分析师，。

Y.Hasebe,R.Murao,S.Uchiyama,: "Amperometric flow-type L-histidine sensor using immobilized galactose oxidase reactor, based on a novel catalytic activity induced by exogeous histidine."Electrochemistry. 66. 12-15 (2000)

Y.Hasebe、R.Murao、S.Uchiyama，：“使用固定半乳糖氧化酶反应器的电流型 L-组氨酸传感器，基于外源组氨酸诱导的新型催化活性。”电化学。