分子シンクロナス効果による新規ステロイドホルモンセンサーの高感度化

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P-450はステロイドホルモン生合成や薬物代謝を担っていることから、それらの生理機能に関連した疾病の診断用センサーや有害薬物の解毒等への工学的応用が期待されている。これまで、P-450をITO電極上の固定化し、電子を供与することで活性発現できることを見出している。これを少量のP-450でしかも感度を向上できれば実用化に大きく前進できる。そこで、本研究では生体内における電子伝達系を基に、フェレドキシン(FDX)の一種であるアドレノドキシン(ADX)をP-450とシンクロさせ、P-450の電極活性を高めることを目指し、P-450へ電子をメディエートする上で重要なADX自身の電極反応について検討した。また、P-450自身の生体内濃度を簡便に測定することを目指し、電極表面への基質導入を試みた。ITO電極を用いた場合、FDXは溶液中にポリリシンやポリアリルアミン(PAA)を添加すると、可逆的に電極応答した。ADXは、どちらを添加した場合も準可逆的な反応を示したが、PAAの方がより効果的であることが示された。金電極を用いた場合は、電極上に正電荷を導入しても、負電荷を導入しても、FDX、ADXいずれも電極応答を示さず、電極表面の電荷の存在密度が重要であることが示された。FDXの電極上への固定化を試みた。APTESで修飾したITO電極上に固定する場合は、架橋試薬にEDCを用いるとFDXは電極応答することができたが、グルタルアルデヒドでは電極応答しなかった。また、金電極の場合もITO電極と同様にPAAを介した後、EDCを用いることで、FDXを電極応答できる状態で固定することに成功した。基質となるカンファーカルボン酸で電極を修飾することで、P-450の一種であるP-450camを選択特異的に、電気化学的に検出すること成功した。