タンパクアレイを指向した新規タンパク固定化センサを用いるタンパク機能評価システム

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遺伝子組み換え技術を駆使することによって、ヒト甲状腺ホルモンレセプターリガンド結合ドメイン(hTR-LBD)をヒスチジンタグとの融合タンパク質として大量発現させた。これを末端チオール化ニトリロトリ酢酸(NTA)誘導体と金属イオンを介して結合、さらに金-チオール間の化学吸着現象を利用することによって、hTR-LBD三元複合体を金ディスク電極表面上へ固定化した。リガンドとの結合実験はサイクリックボルタンメトリーによって行った。hTR-LBD固定化電極を測定溶液に浸積し、これに甲状腺ホルモンであるトリヨードサイロニン(T3)を加えて電気化学的応答を観察したところ、添加濃度に応じてピーク電流値が大きく減少した。この現象はhTR-LBDを固定化していない電極では全く観察されなかったことから、ピーク電流値の減少は電極表面上におけるリガンド-レセプター間の特異的な相互作用によるものと示唆された。各化学物質の添加濃度とピーク電流の減少量との関係をプロットした結果、得られた検量線はいずれの場合も線形応答がた。TRはリガンドとの結合によって、その立体構造を変化させることが知られている。本検出系では、このコンホメーション変化にともなって大きく変化したタンパク質の表面物性を、マーカーイオンの透過性に基づく電気化学的応答によって捉えたものと考えられる。本バイオセンサの測定時間は約5分と極めて高速であり、その検出感度も従来法に匹敵したことから、甲状腺ホルモンに対する新しい検出法として有効である。