Biacoreを用いた蛋白質相互作用解析

はじめに

　Biacoreは，表面プラズモン共鳴(surface plasmon resonance，SPR)現象を利用した分子間相互作用解析装置である．Pharmacia Biosensor(現GEヘルスケアバイオサイエンス：GE)社は，高感度なバイオセンサーになりうる原理としてSPRに着目し，その感度に見合ったプロテインチップやマイクロタス(micro total analysis system，μ-TAS)を使った微量測定系を築き，また使いやすい相互作用解析ソフトの開発を行って1989年にSPR法による分子間相互作用解析装置BIAcoreの発売を開始した．近年では，他社からもSPRを原理に用いた分子間相互解析装置が発売され，より一般的になってきている．SPR法が他のさまざまな相互作用解析法と異なる点は，非標識かつリアルタイムに生体内分子間の親和性(アフィニティー)だけでなく速度論的解析(カイネティクス)を行うことができることである．例えば，酵素免疫測定法(enzyme-linked immunosorbent assay，ELISA)による相互作用解析では濃度から解離定数(KD)を求める．この方法から得られる情報は，分子間の「結合の有無」と他の標的蛋白と比較することによる「親和性の強さ」である．一方，SPR法は結合・解離の過程をリアルタイムに追跡する．そして結合速度定数(Ka)と解離速度定数(Kd)を求めてKDを算出する．Biacoreでは，KaとKdを求めることによって「結合の有無」や「親和性の強さ」がわかるだけでなく，その結合と解離が早いか遅いかの解析ができる．さらに駆使すると濃度測定や熱力学的解析も行うことができる．

　SPR法は，プロテインチップに固定化できること，液体として流路を流すことができることをクリアすれば多くの物質がサンプルとして利用可能である．蛋白質だけでなく，核酸，糖質，脂質，細胞，ウイルス，細菌，血漿，低分子化合物などが対象になりうる．本稿では，SPRを使った蛋白質相互作用解析法として最も普及しているBiacoreを採り上げ，その基礎知識を解説し，実例として筆者らの蛋白質相互作用解析実験を紹介する．