分子認識電極反応によるDNA損傷センシング

利用分子识别电极反应检测 DNA 损伤

基本信息

批准号：
09237239
负责人：
福住俊一
金额：
$ 1.15万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
1997
资助国家：
日本
起止时间：
1997 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-09237239/
关键词：
電子移動 DNA 損傷電気化学核酸塩基の酸化メディエーター蛍光消光

项目摘要

DNA損傷は、癌をはじめ様々な疾患の原因となることがよく知られている。しかし、その損傷の度合いをin situで簡便に知る方法はまだ開発されていない。そこで、本研究ではDNAの損傷の度合いを簡便に電気化学的に決定する手法を開発することを目的とする。はじめに、核酸塩基の電子移動反応活性について検討するために、核酸塩基による種々の光増感剤の電子移動による蛍光消光からその電子移動速度定数を決定した。その結果,蛍光消光から求めた核酸塩基の電子移動反応速度定数(k_<et>)は、GMPが最も高く、ついでAMP、TMP、CMPの順となることがわかった。これらk_<et>の対数を各種光増感剤の一重項励起状態の一電子移動還元電位に対してプロットすると、電子移動に特有の相関関係が得られ、核酸塩基の一電子酸化電位は、GMP,AMP,TMP,CMPの順に大きくなることがわかり、GMPは他の核酸塩基に比べて著しく電子移動酸化活性が高い事がわかった。また、DNA中のグアニンとRu(bpy)^<3+>_3との電子移動反応速度定数はk_<obs>=7.9×10^3M^<-1>s^<-1>であった。この値はGMPに比べ1/32であり、DNA中ではグアニンの酸化活性は顕著に低下することがわかった。この電子移動速度定数の値ははRu(bpy)^<3+>_3をメデイエーターを用いたサイクリックボルタンメトリーから得られた結果とほぼ一致した。また、電子移動速度定数の値はDNA中のグアニン量に比例し、DNAの損傷に伴い低下することがわかった。従って、この電子移動速度とDNAの損傷の度合いとの関係を詳細に調べることにより、DNA損傷セイシングのとして使用できるめどが立った。

众所周知，DNA损伤是包括癌症在内的多种疾病的原因。然而，尚未开发出一种轻松确定原位损坏程度的方法。因此，本研究的目的是开发一种简单的电化学方法来确定DNA损伤的程度。首先，为了研究核碱基的电子转移反应活性，根据核碱基电子转移引起的荧光猝灭来测定各种光敏剂的电子转移速率常数。结果发现，通过荧光猝灭确定的核碱基的电子转移反应速率常数(k_<et>)对于GMP来说最高，其次是AMP、TMP和CMP。当将这些k_<et>的对数与各种光敏剂的单重激发态的一电子转移还原电位作图时，得到电子转移特有的相关性，并且核酸碱基的一电子氧化电位为发现电子转移氧化活性按照GMP、AMP、TMP、CMP的顺序增加，并且发现GMP比其他核碱基具有显着更高的电子转移氧化活性。另外，鸟嘌呤与DNA中的Ru(bpy)^<3+>_3之间的电子转移反应速率常数为k_<obs>=7.9×10^3M^<-1>s^<-1>。该值与GMP相比为1/32，表明DNA中鸟嘌呤的氧化活性显着降低。该电子转移速率常数的值与使用Ru(bpy)^<3+>_3作为介体的循环伏安法获得的结果几乎一致。还发现电子转移速率常数的值与DNA中鸟嘌呤的量成正比，并且随着DNA损伤而减小。因此，通过详细考察电子转移速率与DNA损伤程度之间的关系，我们发现该方法可以用于检测DNA损伤。