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Caged化合物を用いた生物発光のリアルタイムバイオセンサーへの応用

生物发光在使用笼状化合物的实时生物传感器中的应用

基本信息

批准号：
17656004
负责人：
田中正俊
金额：
$ 2.11万
依托单位：
Yokohama National University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2006
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-17656004/
关键词：
ナノバイオ物性実験光物性表面・界面・物性分子認識

项目摘要

平成17年度はCaged ATPから生成されたATPによるホタルルシフェリン-ルシフェラーゼ(Ln-E)発光を捕らえることに成功したが、発光が観測された時間スケールは予想よりかなり長かった。このため、平成18年度はまずミリ秒の時間分解測定に適した測定系を構築した。さらに、反応セルと測定系の間に高速シャッターを設置し、ルシフェリンの蛍光による光電子増倍管の飽和を防ぎ、大口径レンズで集光して信号強度を増大させた。その結果、発光の減衰には早い成分(減衰定数約5ms)と遅い成分(約100ms)のあることが明らかになった。遅い成分の減衰定数は、溶液のpH、ルシフェリン濃度、溶液の粘性に依存したが、早い成分はほとんど依存しなかった。このため、早い成分はルシフェラーゼに捕らえられたCaged ATPから生成されたATPが発光に寄与しており、遅い成分はルシフェラーゼの外でCaged ATPから生成されたATPがルシフェラーゼに捕らえられて発光すると推定された。一方、電子状態計算においては、ホタルルシフェリンおよびその3種のアミノアナログに関してルシフェラーゼの活性中心に取り込まれたときの生物発光量子収率を1)基質-酵素間相対コンフォメーション、2)断熱ポテンシャルの反応座標依存性、3)オキシルシフェリンおよびそのアナログの励起状態からの可視光の放出の差異として計算機実験により定性的に見積もり、オキシルシフェリンの水酸基が脱プロトン化されることの重要性が見出された。また、光励起キャリアによってCaged ATPを分解させる固体基板の有力候補としてTiO_2の光励起キャリアダイナミクスについて研究を行い新しい知見が得られた。以上の画期的な成果は、TiO_2を励起しCaged ATPを分解してLn-E発光を誘起することを利用したリアルタイムバイオセンサーの開発に対して重要な指針を与えるものである。

Heisei 17 years ago Caged ATP generation, ATP production, production, In 2018, the time decomposition measurement system was constructed. In addition, the measurement system of high-speed light, high-speed light, high-speed As a result, the attenuation of the light is early (attenuation is about 5ms) and the attenuation is about 100ms). The decay rate of the composition depends on the pH, concentration and viscosity of the solution. In addition to Caged ATP, which is produced by ATP and is presumed to be produced by ATP, the early components of ATP and ATP are also produced by ATP. One, the electronic state calculation in the middle of the reaction, the reaction. 3) The difference of visible light emission from the excitation state of the light source and the difference of visible light emission from the excitation state and the excitation state. The study of TiO_2 on the decomposition of Caged ATP in solid substrates has been carried out with new knowledge. The results of the above-mentioned project are as follows: TiO_2 excitation, Caged ATP decomposition, Ln-E emission, and utilization of TiO_2 in the development of TiO_2.