JP2016180662A - BIOSENSOR FOR ELECTROCHEMICALLY MEASURING AMYLOID β PEPTIDE - Google Patents

BIOSENSOR FOR ELECTROCHEMICALLY MEASURING AMYLOID β PEPTIDE Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a biosensor for measuring amyloid β peptide easily, rapidly, and accurately with an electrochemical method.SOLUTION: It becomes possible to measure amyloid β peptide easily, rapidly, and accurately with an electrochemical method by using an electrode with immobilized peptide containing HDKLVFFYEVHH (sequence number 1) or an altered sequence thereof.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、電気化学的手法により、簡便、短時間、且つ高精度でアミロイドβペプチドを測定するためのバイオセンサ及び方法に関する。   The present invention relates to a biosensor and method for measuring amyloid β peptide easily, in a short time, and with high accuracy by an electrochemical method.

アルツハイマー病の原因物質と考えられているアミロイドβペプチド(以下、「Aβ」と表記することもある)の検出法については、測定対象の重要性からこれまで様々な技術が開発されている。最も一般的なものは、蛍光測定法やELISA法等の手法によるものである。蛍光測定は、Aβ線維に特異的に結合する蛍光色素チオフラビンT(ThT)を用い、線維量に比例する蛍光強度により定量する手法であり、Aβに関する学術論文の多くでこの手法が用いられている。しかしながら、蛍光測定法で測定できるのは、線維状のAβのみであり、また検出感度も低く、mMレベルに止まっている。一方、ELISA法は、Aβ抗体を利用した方法で感度も高いが、抗体との反応時間・信号増幅時間が1〜2日必要であり、かつ抗体を必要とするため比較的費用がかさむという欠点がある。   Various techniques have been developed for detecting amyloid β peptide (hereinafter sometimes referred to as “Aβ”), which is considered to be a causative agent of Alzheimer's disease, due to the importance of the measurement target. The most common is based on techniques such as fluorescence measurement or ELISA. Fluorescence measurement is a technique that uses a fluorescent dye thioflavin T (ThT) that specifically binds to Aβ fibrils and quantifies the fluorescence intensity proportional to the amount of fibers, and this technique is used in many academic papers on Aβ. . However, only the fibrillar Aβ can be measured by the fluorescence measurement method, and the detection sensitivity is low, and it remains at the mM level. On the other hand, the ELISA method is a method using an Aβ antibody and has high sensitivity. However, the reaction time and signal amplification time with the antibody are required for 1 to 2 days, and the antibody is required, so that it is relatively expensive. There is.

そこで、異なった原理に基づいたAβの測定法として表面プラズモン共鳴(SPR)法等の分子間相互作用解析装置を用いた方法が報告されている。例えば、非特許文献1には、SPRを抗体と共に用いることにより0.02〜5nMのAβを測定することが可能になることが開示されている。また、非特許文献2には、抗体を用いず3〜30mMのAβを検出したことが報告されている。しかしながら、前者の方法では抗体を用いるため費用が嵩み、後者の方法は感度がそれほど高くないという欠点がある。   Therefore, a method using an intermolecular interaction analyzer such as a surface plasmon resonance (SPR) method has been reported as a method for measuring Aβ based on different principles. For example, Non-Patent Document 1 discloses that 0.02 to 5 nM Aβ can be measured by using SPR together with an antibody. Non-patent document 2 reports that 3 to 30 mM Aβ was detected without using an antibody. However, since the former method uses an antibody, the cost is high, and the latter method has a drawback that the sensitivity is not so high.

更に、電気化学的手法によるAβの測定の試みも報告されている。例えば、非特許文献3では、Aβに含まれるチロシン残基の酸化還元を測定することによって、Aβの検出が試みられている。しかしながら、非特許文献3では、0.7・g/mLのAβまで検出で
きると見積もられているが、定量性は得られていない。また、非特許文献4では、抗体で修飾した金電極上でのp−アミノフェノールの酸化還元を用いて、pMレベルのAβ42及び全Aβ量を検出した報告もあるが、この方法では、特殊な抗体を用いる必要があるため、1測定当たりの費用が高額になるという欠点がある。
Furthermore, attempts to measure Aβ by an electrochemical method have been reported. For example, Non-Patent Document 3 attempts to detect Aβ by measuring the redox of a tyrosine residue contained in Aβ. However, in Non-Patent Document 3, it is estimated that Aβ of 0.7 · g / mL can be detected, but quantitativeness is not obtained. In Non-Patent Document 4, there is a report of detecting the amount of Aβ42 and total Aβ at the pM level using redox of p-aminophenol on a gold electrode modified with an antibody. Since it is necessary to use an antibody, there is a disadvantage that the cost per measurement is high.

更に、従来、Aβの測定法として、Aβを安定同位体により標識、分離し、質量分析により定量する方法(特許文献1)、アミロイドモノマーを認識する抗体を担持した金属コロイドを使用する方法(特許文献2)、βシート状Aβオリゴマーが固定化されているバイオチップを用いる方法(特許文献3)等も提案されている。   Furthermore, conventionally, as a method for measuring Aβ, a method of labeling and separating Aβ with a stable isotope and quantifying it by mass spectrometry (Patent Document 1), a method using a metal colloid carrying an antibody that recognizes amyloid monomer (patent Document 2), a method using a biochip on which a β-sheet Aβ oligomer is immobilized (Patent Document 3) and the like have also been proposed.

このように、Aβの測定法はこれまでも数多く報告されているが、高感度測定の多くは特別な抗体を必要としていた。また、測定するための装置については、SPRや質量分析計等の高価なものが必要である方法も多い。一方、比較的安価な装置で測定できる電気化学的手法では、長時間の測定時間が必要であったり、感度や定量性が不十分であったりするため、迅速・簡便・高精度の3つの条件を満たす方法は開発されていないのが現状である。   As described above, many methods for measuring Aβ have been reported so far, but many of the high-sensitivity measurements required special antibodies. In addition, there are many methods that require expensive devices such as SPR and mass spectrometers for measuring. On the other hand, electrochemical methods that can be measured with a relatively inexpensive device require a long measurement time and insufficient sensitivity and quantitativeness. The present condition is that the method of satisfying has not been developed.

Ning Xia et al., Anal. Chem., 82, 10151 (2010)Ning Xia et al., Anal. Chem., 82, 10151 (2010) Jungki Ryu et al., Anal. Chem., 80, 2400 (2008)Jungki Ryu et al., Anal. Chem., 80, 2400 (2008) M. Vestergaard et al., J. Am. Chem. Soc., 127, 11892 (2005)M. Vestergaard et al., J. Am. Chem. Soc., 127, 11892 (2005) Lin Liu et al., Biosens. Bioelectron., 51, 208 (2014)Lin Liu et al., Biosens. Bioelectron., 51, 208 (2014)

特開2004−157124号公報JP 2004-157124 A 特開2011−122928号公報JP 2011-122928 A 特開2014−13190号公報JP 2014-13190 A

本発明の目的は、電気化学的手法により、簡便、短時間、且つ高精度でAβを測定するためのバイオセンサを提供することである。また、本発明の他の目的は、当該バイオセンサを利用したAβの測定方法を提供することである。   An object of the present invention is to provide a biosensor for measuring Aβ simply, in a short time, and with high accuracy by an electrochemical method. Another object of the present invention is to provide a method for measuring Aβ using the biosensor.

本発明者は、前記課題を解決すべく鋭意検討を行ったところ、HDKLVFFYEVHH(配列番号1)又はその改変配列を含むペプチドを固定化した電極を使用することにより、簡便、短時間、且つ高精度でAβを電気化学的手法により測定することが可能になることを見出した。より具体的には、前記電極にAβを接触させると、Aβが前記ペプチド上に凝集し、更に銅2価イオンを添加すると、Aβ量に応じた電気化学的信号が発せられ、当該電気化学的信号を検出することにより、簡便、短時間、且つ高精度でのAβの定量が可能になることを見出した。本発明は、かかる知見に基づいて更に検討を重ねることにより完成したものである。   The present inventor has conducted intensive studies to solve the above-mentioned problems. As a result, by using an electrode on which a peptide containing HDKLVFFYEVHH (SEQ ID NO: 1) or a modified sequence thereof is immobilized, it is simple, short, and highly accurate. It was found that Aβ can be measured by an electrochemical method. More specifically, when Aβ is brought into contact with the electrode, Aβ aggregates on the peptide, and when a copper divalent ion is further added, an electrochemical signal corresponding to the amount of Aβ is emitted, It has been found that Aβ can be quantified easily, in a short time, and with high accuracy by detecting a signal. The present invention has been completed by further studies based on such knowledge.

即ち、本発明は、下記に掲げる態様の発明を提供する。
項1. 下記(1)又は(2)に示すペプチドが固定化されてなる電極を含む、アミロイドβペプチドを測定用のバイオセンサ:
(1)配列番号1に示すアミノ酸配列を含むペプチド。
(2)配列番号1に示すアミノ酸配列における第3〜7位以外のアミノ酸残基内、1又は数個が置換、欠失、又は挿入されてなるアミノ酸配列を含み、Aβを凝集させる作用を有するペプチド。
項2. 前記ペプチドが、下記(3)又は(4)に示すペプチドである、項1に記載のバイオセンサ:
(3)配列番号2に示すアミノ酸配列からなるペプチド。
(4)配列番号2に示すアミノ酸配列において、第8〜12位以外のアミノ酸残基内、1又は数個が置換、欠失、付加、又は挿入されてなるアミノ酸配列からなり、Aβと凝集させる作用を有するペプチド。
項3. アルツハイマー型認知症の診断に使用される、項1又は2に記載のバイオセンサ。
項4. 項1〜3のいずれかに記載のバイオセンサを用いて、アミロイドβペプチドを測定する方法であって、
前記バイオセンサにおけるペプチドが固定化された電極に対して試料溶液を接触させる第1工程、
前記第1工程で試料溶液に接触させた電極に対して、銅2価イオンを接触させ、電流値を測定する第2工程、及び
前記第2工程で測定した電流値に基づいて、試料溶液中のアミロイドβペプチド量を求める第3工程。
項5. 前記試料溶液が、血漿又はその希釈液である、項4に記載の測定方法。
That is, this invention provides the invention of the aspect hung up below.
Item 1. A biosensor for measuring amyloid β peptide, comprising an electrode on which the peptide shown in (1) or (2) below is immobilized:
(1) A peptide comprising the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1.
(2) Contains an amino acid sequence in which one or several amino acid residues other than the 3rd to 7th positions in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1 are substituted, deleted, or inserted, and has an action of aggregating Aβ peptide.
Item 2. Item 2. The biosensor according to Item 1, wherein the peptide is a peptide shown in the following (3) or (4):
(3) A peptide consisting of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2.
(4) In the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2, it consists of an amino acid sequence in which one or several amino acid residues other than the 8th to 12th positions are substituted, deleted, added, or inserted, and aggregate with Aβ. A peptide having an action.
Item 3. Item 3. The biosensor according to Item 1 or 2, which is used for diagnosis of Alzheimer-type dementia.
Item 4. A method for measuring amyloid β peptide using the biosensor according to any one of Items 1 to 3,
A first step of bringing a sample solution into contact with an electrode on which the peptide in the biosensor is immobilized;
A second step in which copper divalent ions are brought into contact with the electrode brought into contact with the sample solution in the first step and the current value is measured; and in the sample solution based on the current value measured in the second step 3rd process of calculating | requiring the amount of amyloid (beta) peptide of.
Item 5. Item 5. The measurement method according to Item 4, wherein the sample solution is plasma or a diluted solution thereof.

本発明のバイオセンサによれば、抗体を使用することなく、比較的安価な装置で測定できる電気化学的手法によって、簡便且つ短時間でAβを定量することができる。しかも、本発明のバイオセンサによれば、0.5μM程度という極めて低濃度のAβであっても定量することができるので、Aβの検出感度が極めて高く、その測定精度も卓越している。   According to the biosensor of the present invention, Aβ can be quantified easily and in a short time by an electrochemical method that can be measured with a relatively inexpensive apparatus without using an antibody. In addition, according to the biosensor of the present invention, even an extremely low concentration of Aβ of about 0.5 μM can be quantified, so the detection sensitivity of Aβ is extremely high and the measurement accuracy is excellent.

また、血漿中のAβは、アルツハイマー型認知症のバイオマーカーであることが知られているので、本発明のバイオセンサは、アルツハイマー型認知症の診断用途にしようすることにより、その診断精度の向上や早期発見に寄与することができる。   In addition, since Aβ in plasma is known to be a biomarker for Alzheimer-type dementia, the biosensor of the present invention improves its diagnostic accuracy by using it for diagnosis of Alzheimer-type dementia. And can contribute to early detection.

本発明のバイオセンサは、電気化学的手法を利用しているので、現在実用化されているような家庭用血糖値センサと同様、小型化することにより、家庭用のAβセンサとして普及させることもできる。   Since the biosensor of the present invention uses an electrochemical method, it can be spread as a home Aβ sensor by downsizing it as well as a home-use blood glucose sensor that is currently in practical use. it can.

更に、本発明のバイオセンサは、使用後に洗浄することにより初期化でき、しかも測定と洗浄を繰り返し行っても、Aβの測定精度を維持できるので、従来のAβの測定法に比べて、Aβの測定に要するトータルコストを大幅に低減することも可能になる。   Furthermore, the biosensor of the present invention can be initialized by washing after use, and can maintain the measurement accuracy of Aβ even when measurement and washing are repeated. It is also possible to greatly reduce the total cost required for measurement.

参考例1において、AFPP及びAFPPcysのAβに対する凝集促進効果を評価した結果を示す図である。In the reference example 1, it is a figure which shows the result of having evaluated the aggregation promotion effect with respect to A (beta) of AFPP and AFPP cys . 実施例1において、AFPPcys固定化電極を用いてAβの測定を行った結果を示す図である。In Example 1, it is a figure which shows the result of having measured A (beta) using the AFPPcys fixed electrode. 実施例3において、AFPPcys固定化電極を用いて、0.1〜5μMのAβの測定を行った結果を示す図である。In Example 3, it is a figure which shows the result of having measured 0.1-5 micromol A (beta) using the AFPPcys fixed electrode. 実施例4において、AFPPcys固定化電極を用いたAβの測定及び洗浄を繰り返し行い、洗浄後の再利用がAβ測定精度に及ぼす影響を評価した結果を示す図である。In Example 4, it is a figure which shows the result of having repeatedly measured and wash | cleaned A (beta) using the AFPPcys fixed electrode, and evaluated the influence which the reuse after washing | cleaning has on A (beta) measurement precision. 実施例5において、AFPPcys固定化電極を用いてアミリンの測定を行った結果を示す図である。In Example 5, it is a figure which shows the result of having measured the amylin using the AFPPcys fixed electrode.

本明細書において、配列表以外では、アミノ酸配列における20種類のアミノ酸残基は、一文字略記で表現している。即ち、グリシン(Gly)はG、アラニン(Ala)はA、バリン(Val)はV、ロイシン(Leu)はL、イソロイシン(Ile)はI、フェニルアラニン(Phe)はF、チロシン(Tyr)はY、トリプトファン(Trp)はW、セリン(Ser)はS、スレオニン(Thr)はT、システイン(Cys)はC、メチオニン(Met)はM、アスパラギン酸(Asp)はD、グルタミン酸(Glu)はE、アスパラギン(Asn)はN、グルタミン(Gln)はQ、リジン(Lys)はK、アルギニン(Arg)はR、ヒスチジン(His)はH、プロリン(Pro)はPである。   In the present specification, except for the sequence listing, 20 types of amino acid residues in the amino acid sequence are expressed by single letter abbreviations. That is, glycine (Gly) is G, alanine (Ala) is A, valine (Val) is V, leucine (Leu) is L, isoleucine (Ile) is I, phenylalanine (Phe) is F, tyrosine (Tyr) is Y , Tryptophan (Trp) is W, serine (Ser) is S, threonine (Thr) is T, cysteine (Cys) is C, methionine (Met) is M, aspartic acid (Asp) is D, glutamic acid (Glu) is E Asparagine (Asn) is N, glutamine (Gln) is Q, lysine (Lys) is K, arginine (Arg) is R, histidine (His) is H, and proline (Pro) is P.

また、本明細書において、アミノ酸配列は、左側がN末端、右側がC末端となるように配列を表示している。   In the present specification, amino acid sequences are shown such that the left side is the N-terminus and the right side is the C-terminus.

1.Aβ測定用バイオセンサ
本発明は、バイオセンサは、Aβを電気化学的手法によって測定するために使用されるバイオセンサであって、配列番号1に示すアミノ酸配列又はその改変配列を含むペプチドが固定されている電極を含むことを特徴とする。以下、本発明のバイオセンサについて詳述する。
1. The biosensor for measuring Aβ The present invention is a biosensor used for measuring Aβ by an electrochemical technique, wherein a peptide containing the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1 or a modified sequence thereof is immobilized. It is characterized by including the electrode. Hereinafter, the biosensor of the present invention will be described in detail.

(ペプチド)
本発明のバイオセンサにおいて電極に固定化されるペプチドは、下記(1)又は(2)に示すペプチドである。下記(1)又は(2)に示すペプチドは、Aβを効率的に捕捉して凝集させる作用を有しており、当該ペプチドをAβ測定用バイオセンサに使用することにより、簡便、短時間、且つ高精度でのAβの定量が可能になる
(1)配列番号1に示すアミノ酸配列(HDKLVFFYEVHH)を含むペプチド。
(2)配列番号1に示すアミノ酸配列(HDKLVFFYEVHH)における第3〜7位以外のアミノ酸残基内、1又は数個が置換、欠失、又は挿入されてなるアミノ酸配列を含み、Aβを凝集させる作用を有するペプチド。
(peptide)
The peptide immobilized on the electrode in the biosensor of the present invention is the peptide shown in the following (1) or (2). The peptide shown in the following (1) or (2) has an action of efficiently capturing and aggregating Aβ. By using the peptide for a biosensor for Aβ measurement, Aβ can be quantified with high accuracy
(1) A peptide comprising the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1 (HDKLVFFYEVHH).
(2) Amino acids are aggregated, including an amino acid sequence in which one or several amino acid residues other than the 3rd to 7th positions in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1 (HDKLVFFYEVHH) are substituted, deleted, or inserted. A peptide having an action.

前記(1)のペプチドは、配列番号1に示すアミノ酸配列からなるものであってもよいが、N末端及び/又はC末端に1又は数個のアミノ酸残基が付加されていてもよい。   The peptide of (1) may be composed of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1, but one or several amino acid residues may be added to the N-terminus and / or C-terminus.

前記(1)のペプチドにおいて、配列番号1に示すアミノ酸配列のN末端及び/又はC末端にアミノ酸残基を付加する場合、付加されるアミノ酸残基の数については、特に制限されないが、例えば、N末端側の場合であれば1〜10個、好ましくは1〜6個、更に好ましくは4〜6個が挙げられ;C末端側の場合であれば1〜10個、好ましくは1〜5、更に好ましくは1〜3個が挙げられる。   In the peptide of (1), when amino acid residues are added to the N-terminus and / or C-terminus of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1, the number of added amino acid residues is not particularly limited. In the case of the N-terminal side, 1 to 10, preferably 1 to 6, more preferably 4 to 6 are mentioned; in the case of the C-terminal side, 1 to 10, preferably 1 to 5, More preferably, 1-3 are mentioned.

前記(2)のペプチドにおいて、配列番号1に示すアミノ酸配列の3〜7位のアミノ酸残基(KLVFF)はAβの凝集促進作用に大きく寄与しているため、これらのアミノ酸残基は保存される。   In the peptide (2), the amino acid residues 3 to 7 (KLVFF) in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1 greatly contribute to the aggregation promoting action of Aβ, so these amino acid residues are conserved. .

前記(2)のペプチドにおいて、置換、欠失、又は挿入されているアミノ酸残基は、配列番号1に示すアミノ酸配列における第1、2、及び8〜12のアミノ酸残基であればよいが、第1、11、及び12位のヒスチジン残基は当該ペプチドの構造変化を誘起させる役割に寄与し得るので、Aβの高い測定精度を維持させる上で、第1、11、及び12位のヒスチジン残基は、置換、欠失、又は挿入されていないことが望ましい。   In the peptide of (2), the substituted, deleted, or inserted amino acid residues may be the first, second, and 8-12 amino acid residues in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1. Since the histidine residues at positions 1, 11, and 12 can contribute to the role of inducing structural changes in the peptide, the histidine residues at positions 1, 11, and 12 can be maintained in order to maintain high measurement accuracy of Aβ. Desirably the group is not substituted, deleted or inserted.

また、前記(2)のペプチドにおいて、配列番号1に示すアミノ酸配列に改変(置換、欠失、付加、又は挿入)が導入されるアミノ酸残基の数については、1又は数個の範囲内であり、且つAβと凝集させる作用を有することを限度として特に制限されないが、具体的には1〜4個、好ましくは1〜3個、更に好ましくは1又は2個、特に好ましくは1個が挙げられる。   In the peptide of (2) above, the number of amino acid residues introduced into the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1 (substitution, deletion, addition, or insertion) is within one or several ranges. Although it is not particularly limited as long as it has an action of aggregating with Aβ, specifically 1 to 4, preferably 1 to 3, more preferably 1 or 2, particularly preferably 1 is mentioned. It is done.

前記(2)のペプチドにおいて、配列番号1に示すアミノ酸配列に対してアミノ酸置換がなされている場合、当該アミノ酸置換は、保存的置換であることが好ましい。アミノ酸置換としては、具体的には、置換前のアミノ酸が非極性アミノ酸であれば他の非極性アミノ酸への置換、置換前のアミノ酸が非荷電性アミノ酸であれば他の非荷電性アミノ酸への置換、置換前のアミノ酸が酸性アミノ酸であれば他の酸性アミノ酸への置換、及び置換前のアミノ酸が塩基性アミノ酸であれば他の塩基性アミノ酸への置換が挙げられる。   In the peptide of (2), when an amino acid substitution is made on the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1, the amino acid substitution is preferably a conservative substitution. As amino acid substitution, specifically, if the amino acid before substitution is a nonpolar amino acid, the substitution to another nonpolar amino acid, and if the amino acid before substitution is an uncharged amino acid, the substitution to another uncharged amino acid Substitution, if the amino acid before substitution is an acidic amino acid, substitution with another acidic amino acid, and substitution of another basic amino acid if the amino acid before substitution is a basic amino acid.

前記(2)のペプチドにおいて、配列番号1に示すアミノ酸配列に対して置換、欠失、又は挿入されてなるアミノ酸配列からなるものであってもよいが、当該アミノ酸配列のN末端及び/又はC末端に更に1又は数個のアミノ酸残基が付加されていてもよい。   The peptide of (2) above may be composed of an amino acid sequence that is substituted, deleted, or inserted into the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1, but the N-terminal and / or C of the amino acid sequence. One or several amino acid residues may be further added to the terminal.

前記(2)ペプチドにおいて、配列番号1に示すアミノ酸配列に対して置換、欠失、又は挿入されてなるアミノ酸配列のN末端及び/又はC末端にアミノ酸残基を付加する場合、付加されるアミノ酸残基の数については、特に制限されないが、例えば、N末端側の場合であれば1〜10個、好ましくは1〜6個、更に好ましくは4〜6個が挙げられ;C末端側の場合であれば1〜10個、好ましくは1〜5、更に好ましくは1〜3個が挙げられる。   In the peptide (2), when an amino acid residue is added to the N-terminus and / or C-terminus of the amino acid sequence substituted, deleted, or inserted into the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1, the added amino acid The number of residues is not particularly limited. For example, in the case of the N-terminal side, 1 to 10, preferably 1 to 6, more preferably 4 to 6 are mentioned; 1 to 10, preferably 1 to 5, and more preferably 1 to 3.

本発明で使用されるペプチドは、前述するアミノ酸配列を有し、Aβを凝集させる作用を有するものであることを限度として、構成するアミノ酸残基数については特に制限されないが、構成するアミノ酸残基数として、例えば14〜30、好ましくは17〜25、更に好ましくは18〜20が挙げられる。   The peptide used in the present invention is not particularly limited as to the number of amino acid residues constituting the peptide, as long as it has the amino acid sequence described above and has an action of aggregating Aβ. The number is, for example, 14 to 30, preferably 17 to 25, and more preferably 18 to 20.

また、本発明で使用されるペプチド(前記(1)又は(2)のペプチド)の好適な一例として、下記(3)又は(4)に示すペプチドが挙げられる。
(3)配列番号2に示すアミノ酸配列からなるペプチド。
(4)配列番号2に示すアミノ酸配列において、第8〜12位以外のアミノ酸残基内、1又は数個が置換、欠失、付加、又は挿入されてなるアミノ酸配列からなり、Aβと凝集させる作用を有するペプチド。
In addition, as a suitable example of the peptide used in the present invention (the peptide of the above (1) or (2)), the peptide shown in the following (3) or (4) may be mentioned.
(3) A peptide consisting of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2.
(4) In the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2, it consists of an amino acid sequence in which one or several amino acid residues other than the 8th to 12th positions are substituted, deleted, added, or inserted, and aggregate with Aβ. A peptide having an action.

前記(3)のペプチドは、配列番号1に示すアミノ酸配列のN末端側にDAEFRが付加され、且つC末端側にQKが付加されているアミノ酸配列からなるペプチドである。   The peptide (3) is a peptide consisting of an amino acid sequence in which DAEFR is added to the N-terminal side of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1 and QK is added to the C-terminal side.

前記(4)のペプチドにおいて、置換、欠失、付加又は挿入されているアミノ酸残基は、配列番号2に示すアミノ酸配列における第8〜12(即ち、配列番号1に示すアミノ酸配列の3〜7位のアミノ酸残基に相当)以外のアミノ酸残基であればよいが、第6、16、及び17位のヒスチジン残基は、当該ペプチドの構造変化を誘起させる役割に寄与し得るので、Aβの高い測定精度を維持させる上で、第6、16、及び17位のヒスチジン残基は、置換、欠失、付加又は挿入されていないことが望ましい。また、前記(4)のペプチドにおいて、配列番号2に示すアミノ酸配列の第6〜17位のアミノ酸残基(配列番号1に示すアミノ酸配列の1〜12位のアミノ酸残基に相当)についても、Aβの高い測定精度を維持させる上で、置換、欠失、付加又は挿入されていないことが望ましい。   In the peptide of the above (4), the substituted, deleted, added or inserted amino acid residues are the 8th to 12th amino acids in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 (that is, 3-7 of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1). The histidine residues at positions 6, 16, and 17 can contribute to the role of inducing structural changes in the peptide. In order to maintain high measurement accuracy, it is desirable that the histidine residues at positions 6, 16, and 17 are not substituted, deleted, added, or inserted. In the peptide of (4) above, the amino acid residues at positions 6 to 17 of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 (corresponding to the amino acid residues at positions 1 to 12 of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1) In order to maintain the high measurement accuracy of Aβ, it is desirable that no substitution, deletion, addition or insertion is present.

前記(4)のペプチドにおいて、配列番号2に示すアミノ酸配列に改変(置換、欠失、付加、又は挿入)が導入されるアミノ酸残基の数については、1又は数個の範囲内であり、且つAβと凝集させる作用を有することを限度として特に制限されないが、具体的には1〜10個、1〜9個、1〜8個、又は1〜7個、好ましくは1〜6個、更に好ましくは1〜5個、より好ましくは1〜4個、特に好ましくは1〜3個、最も好ましくは1又は2個が挙げられる。   In the peptide of the above (4), the number of amino acid residues into which alteration (substitution, deletion, addition, or insertion) is introduced into the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 is in the range of 1 or several, And it is not particularly limited as long as it has an action of aggregating with Aβ. Specifically, 1 to 10, 1 to 9, 1 to 8, or 1 to 7, preferably 1 to 6, more preferably Preferably 1 to 5, more preferably 1 to 4, particularly preferably 1 to 3, and most preferably 1 or 2.

前記(4)のペプチドにおいて、配列番号2に示すアミノ酸配列に対してアミノ酸置換がなされている場合、当該アミノ酸置換は、保存的置換であることが好ましい。保存的置換の具体的態様については、前記の通りである。   In the peptide (4), when an amino acid substitution is made with respect to the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2, the amino acid substitution is preferably a conservative substitution. Specific embodiments of conservative substitution are as described above.

本発明で使用されるペプチドは、そのアミノ酸配列に基づいて、公知のペプチド合成法によって製造することができる。   The peptide used in the present invention can be produced by a known peptide synthesis method based on its amino acid sequence.

(電極)
本発明のバイオセンサに使用される電極の構成素材については、導電性を示し、且つ前記ペプチドを固定化できることを限度として特に制限されないが、例えば、金、白金、パラジウム、ニッケル、ルテニウム、イリジウム等の金属電極;ITO(Tin-doped indium oxide)等の金属酸化物電極;グラッシーカーボン等の炭素電極等が挙げられる。これらの中でも好ましくは金属電極、更に好ましくは金電極が挙げられる。
(electrode)
The constituent material of the electrode used in the biosensor of the present invention is not particularly limited as long as it exhibits conductivity and can immobilize the peptide. For example, gold, platinum, palladium, nickel, ruthenium, iridium, etc. Metal oxide electrodes such as ITO (Tin-doped indium oxide); Carbon electrodes such as glassy carbon. Among these, a metal electrode is preferable, and a gold electrode is more preferable.

(電極へのペプチドの固定化)
本発明のバイオセンサにおいて、前記ペプチドの電極への固定化は、電極の素材に応じて公知のペプチド固定化方法によって行うことができる。
(Immobilization of peptide to electrode)
In the biosensor of the present invention, the peptide can be immobilized on the electrode by a known peptide immobilization method depending on the electrode material.

例えば、金や白金等の金属電極に前記ペプチドを固定化する場合であれば、前記ペプチドの末端にシステイン等のチオール基を有する化合物を結合させ、当該チオール基と電極を構成する金属原子とを結合させて、金属−S結合(例えば、金電極の場合には、Au−S結合)を形成させることにより、自己集積化(SAM)膜を形成させる方法が挙げられる。また、チオール基を有する化合物に代えて、ジスルフィド基を有する化合物を使用することによっても、金属電極に前記ペプチドを固定化することができる。   For example, if the peptide is immobilized on a metal electrode such as gold or platinum, a compound having a thiol group such as cysteine is bonded to the terminal of the peptide, and the thiol group and the metal atom constituting the electrode are combined. A method of forming a self-integrated (SAM) film by forming a metal-S bond (for example, an Au-S bond in the case of a gold electrode) by bonding is used. In addition, the peptide can be immobilized on the metal electrode by using a compound having a disulfide group instead of the compound having a thiol group.

また、例えば、グラッシーカーボン電極に前記ペプチドを固定化する場合であれば、グラッシーカーボン電極の表面を高温下での空気酸化又はクロム酸溶液処理により、カルボキシル基を形成させた後に、カルボキシル基を塩化チオニルにより酸塩化物に変換し、前記ペプチドのアミノ基とアミド結合を形成させる方法が挙げられる。   Also, for example, when the peptide is immobilized on a glassy carbon electrode, the surface of the glassy carbon electrode is subjected to air oxidation or chromic acid solution treatment at a high temperature, and then the carboxyl group is chlorinated. Examples include a method of converting to an acid chloride with thionyl to form an amide bond with the amino group of the peptide.

本発明のバイオセンサにおいて、電極に固定化する前記ペプチドの量については、特に制限されないが、例えば電極1cm2当たり、前記ペプチドが0.5〜40μg程度、好ましくは1〜20μg程度、更に好ましくは1〜10μg程度となる量が挙げられる。 In the biosensor of the present invention, the amount of the peptide immobilized on the electrode is not particularly limited. For example, the peptide is about 0.5 to 40 μg, preferably about 1 to 20 μg, more preferably about 1 cm 2 of the electrode. The quantity which becomes about 1-10 micrograms is mentioned.

本発明のバイオセンサでは、前記ペプチドのN末端側が電極と結合する態様で固定化されていてもよく、また前記ペプチドのC末端側が電極と結合する態様で固定化されていてもよい。より一層高精度にAβを測定するという観点から、前記ペプチドのN末端側が電極と結合する態様で固定化されていることが好ましい。即ち、本発明の好適な一態様としては、前記ペプチドのN末端にシステインが結合され、当該システインのチオール基が電極上で金属−S結合を形成することにより、前記ペプチドが電極上に固定化されている態様が挙げられる。   In the biosensor of the present invention, the peptide may be immobilized in such a manner that the N-terminal side of the peptide binds to the electrode, or may be immobilized in such a manner that the C-terminal side of the peptide binds to the electrode. From the viewpoint of measuring Aβ with higher accuracy, it is preferable that the N-terminal side of the peptide is immobilized in such a manner that it binds to the electrode. That is, as a preferred embodiment of the present invention, cysteine is bonded to the N-terminus of the peptide, and the thiol group of the cysteine forms a metal-S bond on the electrode, whereby the peptide is immobilized on the electrode. The aspect currently performed is mentioned.

(他の構成部材)
本発明のバイオセンサは、前記ペプチドが固定化された電極を作用極として使用して電気化学的分析器を構成すればよい。即ち、本発明のバイオセンサでは、前記ペプチドが固定化された電極(作用極)と共に、更に、対極と、発生した電流値を測定する電流測定装置とを備えていればよい。
(Other components)
The biosensor of the present invention may be configured as an electrochemical analyzer using the electrode on which the peptide is immobilized as a working electrode. That is, the biosensor of the present invention may be provided with an electrode (working electrode) on which the peptide is immobilized, a counter electrode, and a current measuring device for measuring the generated current value.

また、本発明のバイオセンサは、作用極と対極を備えて二電極法による測定を行えるように構成されていてもよいが、更に参照電極を備えて三電極法による測定を行えるように構成されていてもよい。   In addition, the biosensor of the present invention may be configured to include a working electrode and a counter electrode so that measurement can be performed by the two-electrode method, but further includes a reference electrode to be configured to perform measurement by the three-electrode method. It may be.

また、本発明のバイオセンサにおいて、前記ペプチドが固定化された電極には、電極と試料溶液が接触し易くなるように、前記ペプチドが固定化された電極上で試料溶液を保持させるセルが設けられていてもよい。   In the biosensor of the present invention, the electrode on which the peptide is immobilized is provided with a cell for holding the sample solution on the electrode on which the peptide is immobilized so that the electrode and the sample solution can be easily contacted. It may be done.

2.Aβの測定方法
本発明のAβの測定方法は、前記バイオセンサを用いてAβを測定する方法であり、以下の第1工程〜第3工程を含むことを特徴とする。
第1工程:前記バイオセンサの前記ペプチドが固定化された電極に対して試料溶液を接触させる。
第2工程:前記第1工程で試料溶液に接触させた電極に対して、銅2価イオンを接触させ、電流値を測定する。
第3工程:前記第2工程で測定した電流値に基づいて、試料溶液中のAβ量を求める。
2. Method for Measuring Aβ The method for measuring Aβ according to the present invention is a method for measuring Aβ using the biosensor, and includes the following first to third steps.
1st process: A sample solution is made to contact with the electrode by which the said peptide of the said biosensor was fix | immobilized.
Second step: Copper divalent ions are brought into contact with the electrode brought into contact with the sample solution in the first step, and the current value is measured.
Third step: The amount of Aβ in the sample solution is obtained based on the current value measured in the second step.

以下、本発明のAβの測定方法について説明する。   Hereinafter, the method for measuring Aβ according to the present invention will be described.

(試料溶液)
本発明のAβの測定方法において、測定対象となる試料溶液については、Aβの測定、特に定量が求められるものである限り、特に制限されず、例えば、組織抽出液、培養上清、脳脊椎液、血漿等の生体由来試料;Aβを含む試薬;これらの希釈液等が挙げられる。前述するように、血漿中のAβはアルツハイマー型認知症のバイオマーカーであるため、測定対象となる試料溶液として、好ましくは血漿又はその希釈液が挙げられる。
(Sample solution)
In the Aβ measurement method of the present invention, the sample solution to be measured is not particularly limited as long as Aβ measurement, particularly quantification, is required. For example, tissue extract, culture supernatant, cerebrospinal fluid And biological samples such as plasma; reagents containing Aβ; and dilutions thereof. As described above, since Aβ in plasma is a biomarker for Alzheimer-type dementia, the sample solution to be measured is preferably plasma or a diluted solution thereof.

(第1工程)
本発明のAβの測定方法では、先ず、前記センサの前記ペプチドが固定された電極に対して試料溶液を接触させる(第1工程)。本第1工程によって、試料溶液に含まれるAβが、電極に固定された前記ペプチド上に凝集する。
(First step)
In the method for measuring Aβ of the present invention, first, a sample solution is brought into contact with an electrode on which the peptide of the sensor is fixed (first step). By this first step, Aβ contained in the sample solution aggregates on the peptide immobilized on the electrode.

本第1工程において電極に試料溶液を接触させるには、例えば、前記ペプチドが固定化された電極に試料サンプルを添加して、当該電極を試料サンプルで覆えばよい。   In order to bring the sample solution into contact with the electrode in the first step, for example, a sample sample may be added to the electrode on which the peptide is immobilized, and the electrode is covered with the sample sample.

本第1工程では、電極に対して試料溶液を接触させた状態で、37℃程度で30〜60分間程度静置又は振盪すればよい。   In the first step, the sample solution may be left still or shaken at about 37 ° C. for about 30 to 60 minutes with the sample solution in contact with the electrode.

(第2工程)
前記第1工程後に、試料溶液に接触させた電極に、銅2価イオンを接触させ、電流値を測定する(第2工程)。前記第1工程後にAβが凝集している電極に対して銅2価イオンを接触させると、当該Aβが銅2価イオンと結合し、銅2価イオンと電極間で電流が発生する。
(Second step)
After the first step, a copper divalent ion is brought into contact with the electrode brought into contact with the sample solution, and the current value is measured (second step). When a copper divalent ion is brought into contact with the electrode on which Aβ is aggregated after the first step, the Aβ is bonded to the copper divalent ion, and a current is generated between the copper divalent ion and the electrode.

第2工程によって銅2価イオンを接触させる前に、前記第1工程後の電極を洗浄することにより、電極上で凝集しなかったAβを除去しておくことが望ましい。   Before contacting the copper divalent ions in the second step, it is desirable to remove Aβ that has not been aggregated on the electrode by washing the electrode after the first step.

第2工程において銅2価イオンを接触させるには、具体的には、水溶性の2価銅化合物を溶解させた銅2価イオン水溶液を電極上に添加すればよい。   In order to contact the copper divalent ions in the second step, specifically, an aqueous copper divalent ion solution in which a water-soluble divalent copper compound is dissolved may be added onto the electrode.

銅2価イオン水溶液の調製に使用される水溶性の2価銅化合物としては、例えば、硫酸銅、塩化銅、酢酸銅等が挙げられる。これらの水溶性の2価銅化合物は、1種単独で使用してもよく、また2種以上を組み合わせて使用してもよい。また、銅2価イオン水溶液における銅2価イオン濃度については、後述する銅2価イオンの接触量を充足できる範囲で適宜設定すればよいが、例えば0.1〜1mM、好ましくは0.1〜0.2mMとなるように調整されていればよい。   Examples of the water-soluble divalent copper compound used for the preparation of the copper divalent ion aqueous solution include copper sulfate, copper chloride, and copper acetate. These water-soluble divalent copper compounds may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type. Moreover, what is necessary is just to set suitably about the copper divalent ion concentration in copper divalent ion aqueous solution in the range which can satisfy the contact amount of the copper divalent ion mentioned later, for example, 0.1-1 mM, Preferably it is 0.1 What is necessary is just to adjust so that it may become 0.2 mM.

前記銅2価イオン水溶液に使用される溶媒については、水酸化銅の形成による沈殿が生じないようにpHを7程度に調整されていればよく、例えばTris/HCl緩衝溶液が好適に使用される。   About the solvent used for the said copper divalent ion aqueous solution, pH should just be adjusted to about 7 so that the precipitation by formation of copper hydroxide may not arise, for example, a Tris / HCl buffer solution is used suitably. .

また、第2工程において、接触させる銅2価イオンの量については、特に制限されないが、例えば、電極1cm2当たり、銅2価イオンが0.1〜1マイクロモル、好ましくは0.1〜0.3マイクロモルとなる量が挙げられる。 In the second step, the amount of copper divalent ions to be contacted is not particularly limited. For example, the copper divalent ions are 0.1 to 1 micromole, preferably 0.1 to 0 per 1 cm 2 of the electrode. The amount which becomes 3 micromol is mentioned.

このように銅2価イオンを接触させることにより、銅2価イオンが前記ペプチド上で凝集したAβに結合し、銅2価イオンと電極間で電流が流れる。第2工程では、このようにして発生した電流値を測定する。   By contacting the copper divalent ions in this manner, the copper divalent ions bind to Aβ aggregated on the peptide, and a current flows between the copper divalent ions and the electrode. In the second step, the current value thus generated is measured.

(第3工程)
前記第2工程で測定した電流値に基づいて、試料溶液中のAβ量を求める(第3工程)。試料溶液中のAβ量と前記第2工程で測定した電流値は比例関係にあるので、前記第2工程で測定した電流値から、試料溶液中のAβ量が定量される。
(Third step)
Based on the current value measured in the second step, the amount of Aβ in the sample solution is determined (third step). Since the amount of Aβ in the sample solution and the current value measured in the second step are in a proportional relationship, the amount of Aβ in the sample solution is quantified from the current value measured in the second step.

第3工程では、具体的には、予め濃度既知の標準試料溶液を用いて、Aβ濃度と電流値の相関を示す標準曲線を作成しておき、当該標準曲線を用いて、前記第2工程で測定した電流値から試料溶液中のAβ量を定量すればよい。   In the third step, specifically, a standard curve showing a correlation between the Aβ concentration and the current value is prepared in advance using a standard sample solution with a known concentration, and the standard curve is used to generate a standard curve in the second step. What is necessary is just to quantify the amount of Aβ in the sample solution from the measured current value.

また、電極上に固定している前記ペプチド自体にも銅2価イオンが結合して微弱な電流を発生させ得るので、前記第2工程では、別途、試料溶液を添加せずに前記と同操作を行い、銅2価イオンを接触させた際のバックグランド電流値を測定しておくことが望ましい。この場合、試料溶液を接触させた場合に測定された電流値から、当該バックグランド電流値を差し引いた値を用いて、試料溶液中のAβ量が求めることにより、Aβ量の定量精度を高めることができる。   In addition, since the copper divalent ions can bind to the peptide itself immobilized on the electrode to generate a weak current, the same operation as described above is performed without adding a sample solution separately in the second step. It is desirable to measure the background current value when contacting with copper divalent ions. In this case, the amount of Aβ in the sample solution is obtained by using the value obtained by subtracting the background current value from the current value measured when the sample solution is brought into contact with the sample solution. Can do.

(初期化)
また、前記バイオセンサは、一旦Aβの測定を行った後に、前記ペプチドが固定化された電極を洗浄することによって、凝集しているAβと当該Aβに結合している銅2価イオンを除去できるので、繰り返し使用することができる。
(Initialize)
The biosensor can remove Aβ aggregated and copper divalent ions bound to the Aβ by washing the electrode on which the peptide is immobilized after once measuring Aβ. So it can be used repeatedly.

前記ペプチドが固定化された電極を一旦使用した後に洗浄する方法としては、キレート剤を含むキレート剤水溶液で洗浄した後に、アルカリ水溶液で洗浄する方法が挙げられる。   As a method of washing after the peptide-immobilized electrode is used once, a method of washing with an aqueous solution of a chelating agent containing a chelating agent and then washing with an aqueous alkaline solution can be mentioned.

前記キレート剤水溶液に含まれるキレート剤の種類については、銅2価イオンを除去できるものであることを限度として特に制限されないが、例えば、エチレンジアミン四酢酸ナトリウム、ジエチレントリアミン五酢酸ナトリウム、ニトリロ三酢酸ナトリウム、クエン酸等が挙げられる。これらのキレート剤は、1種単独で使用してもよく、また2種以上を組み合わせて使用してもよい。また、キレート剤水溶液中のキレート剤の濃度としては、例えば0.1〜1mM、好ましくは0.1〜0.3mMが挙げられる。   The type of chelating agent contained in the aqueous chelating agent solution is not particularly limited as long as it can remove copper divalent ions. For example, sodium ethylenediaminetetraacetate, sodium diethylenetriaminepentaacetate, sodium nitrilotriacetate, Citric acid and the like can be mentioned. These chelating agents may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type. Moreover, as a density | concentration of the chelating agent in chelating agent aqueous solution, 0.1-1 mM, for example, Preferably 0.1-0.3 mM is mentioned.

キレート剤水溶液による洗浄後、アルカリ水溶液による洗浄前に、必要に応じて電極を水洗することにより、電極に残存しているキレート剤水溶液を洗い流してもよい。   After washing with the chelating agent aqueous solution and before washing with the alkaline aqueous solution, the aqueous chelating agent solution remaining on the electrode may be washed away by washing the electrode as necessary.

前記キレート剤水溶液による洗浄方法については、特に制限されないが、例えば、前記キレート剤溶液で電極を濯ぐ方法、前記キレート剤溶液中に電極を浸漬させる方法等が挙げられる。   The cleaning method using the chelating agent aqueous solution is not particularly limited, and examples thereof include a method of rinsing the electrode with the chelating agent solution and a method of immersing the electrode in the chelating agent solution.

また、前記アルカリ水溶液としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリが添加され、pHが9〜12、好ましくは10〜11に調整されているものであればよい。   Moreover, as said alkaline aqueous solution, alkalis, such as sodium hydroxide and potassium hydroxide, are added, What is necessary is pH adjusted to 9-12, Preferably it is 10-11.

前記アルカリ水溶液による洗浄方法については、特に制限されないが、例えば、前記アルカリ溶液で電極を濯ぐ方法、前記アルカリ溶液中に電極を浸漬させる方法等が挙げられる。   The washing method using the alkaline aqueous solution is not particularly limited, and examples thereof include a method of rinsing the electrode with the alkaline solution and a method of immersing the electrode in the alkaline solution.

アルカリ水溶液で洗浄した電極は、水洗してアルカリ水溶液を十分に洗い流すことにより、再利用することができる。   An electrode washed with an alkaline aqueous solution can be reused by washing with water and thoroughly washing away the alkaline aqueous solution.

次に、実施例を挙げて、本発明を具体的に説明するが、本発明は以下に限定されるものではない。   Next, although an Example is given and this invention is demonstrated concretely, this invention is not limited to the following.

参考例1:Aβに対する凝集促進効果の確認
配列番号2に示すアミノ酸配列からなるペプチド(以下、「AFPP」と表記する)と、当該AFPPのN末端にシステインを結合させたペプチド(以下、「AFPPcys」と表記する)を合成し、これらのペプチドを用いて、Aβの凝集促進効果を確認した。具体的には、pH7.0に調整したN−エチルモルフォリン緩衝溶液に対して、Aβを10μM、AFPPを10μM、Aβを5μM且つAFPPを10μM、AFPPcysを10μM、又はAβを5μM且つAFPPcysを5μMとなるように添加し、同時にアミロイド線維検出に用いられる蛍光色素チオフラビンT(ThT)を50μMとなるように添加した。これを室温で8時間静置し、経時的に蛍光強度(487nm)の測定を行った。
Reference Example 1: Confirmation of Aggregation Promoting Effect on Aβ A peptide comprising the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 (hereinafter referred to as “AFPP”) and a peptide in which cysteine is bound to the N-terminus of the AFPP (hereinafter referred to as “AFPP”) cys ")) and these peptides were used to confirm the aggregation promoting effect of Aβ. Specifically, with respect to an N-ethylmorpholine buffer solution adjusted to pH 7.0, Aβ is 10 μM, AFPP is 10 μM, Aβ is 5 μM, AFPP is 10 μM, AFPP cys is 10 μM, or Aβ is 5 μM and AFPP cys. Was added to a concentration of 5 μM, and at the same time, a fluorescent dye thioflavin T (ThT) used for amyloid fiber detection was added to a concentration of 50 μM. This was allowed to stand at room temperature for 8 hours, and the fluorescence intensity (487 nm) was measured over time.

得られた結果を図1に示す。図1から明らかなように、Aβ単独では蛍光強度の増大は認められなかったが、AβとAFPP又はAFPPcysとを共存させた場合には、短時間で蛍光強度の増大が認められた。即ち、この結果から、AFPP及びAFPPcysは、Aβの凝集を促進させる作用があり、短時間でAβを凝集させ得ることが明らかとなった。 The obtained results are shown in FIG. As is clear from FIG. 1, increase in fluorescence intensity was not observed with Aβ alone, but when Aβ and AFPP or AFPP cys were allowed to coexist, increase in fluorescence intensity was observed in a short time. That is, from this result, it was clarified that AFPP and AFPP cys have an action of promoting Aβ aggregation and can aggregate Aβ in a short time.

実施例1:AFPPcys固定化電極によるAβの測定
AFPPcysを固定化した金電極を用いて、Aβの測定を行った。具体的には、先ず、電極を50μMのAFPPcysを含むN−エチルモルフォリン緩衝溶液(pH7.0)400μl中に浸し、一晩静置することによってAFPPcysを金電極上に固定した。次いで、5μMのAβを含むN−エチルモルフォリン緩衝溶液(pH7.0)400μlを当該金属電極に固定化させたAFPPcysの上に添加し、室温で60分間静置したその後、電極上に200μMの塩化銅を含むTris/HCl緩衝溶液(pH7.0)400μlを添加した後に、サイクリックボルタンメトリーの測定を行い、電流値の測定を行った。また、Aβを含む液を添加しなかったこと以外は、前記と同条件で測定を行い、バックグランド電流値の測定も行った。
Example 1: Measurement of Aβ with an AFPPcys immobilized electrode
Aβ was measured using a gold electrode on which AFPPcys had been immobilized. Specifically, first, the electrode was immersed in 400 μl of N-ethylmorpholine buffer solution (pH 7.0) containing 50 μM AFPPcys and allowed to stand overnight to fix AFPPcys on the gold electrode. Next, 400 μl of N-ethylmorpholine buffer solution (pH 7.0) containing 5 μM Aβ was added onto AFPPcys immobilized on the metal electrode, and allowed to stand at room temperature for 60 minutes. After adding 400 μl of a Tris / HCl buffer solution (pH 7.0) containing copper chloride, cyclic voltammetry was measured, and current values were measured. Further, the measurement was performed under the same conditions as described above except that the liquid containing Aβ was not added, and the background current value was also measured.

得られた結果を図2に示す。図2に示されているように、AFPPcysにも銅2価イオンが結合するので、バックグラウンド電流値が観測されたものの、Aβが存在する場合は明らかに電流値の上昇が認められた。即ち、この結果から、AFPPcysを固定した電極と銅2価イオンを使用することにより、電気化学的なAβ測定が可能になることが明らかとなった。   The obtained results are shown in FIG. As shown in FIG. 2, since divalent copper ions were also bound to AFPPcys, a background current value was observed, but when Aβ was present, an increase in current value was clearly observed. That is, it was clarified from this result that electrochemical Aβ measurement can be performed by using an electrode fixed with AFPPcys and copper divalent ions.

実施例2:AFPPcys固定化電極によるAβの定量
AFPPcysを固定化した金電極を用いて、Aβの定量を行った。具体的には、先ず、前記実施例1と同様の方法で、AFPPcysを固定した金電極を作製した。次いで、0〜5μMのAβを含むN−エチルモルフォリン緩衝溶液(pH7.0)400μlを当該金属電極に固定化させたAFPPcysの上に添加し、室温で60分間静置した。次いで、電極をN−エチルモルフォリン緩衝溶液(pH7.0)で洗浄した。洗浄した電極上に、200μMの塩化銅を含むTris/HCl緩衝溶液(pH7.0)400μlを添加し、過剰の銅2価イオンをTris/HCl緩衝溶液(pH7.0)で洗浄した後に、サイクリックボルタンメトリーの測定を行い、電流値の測定を行った。
Example 2: Quantification of Aβ with AFPPcys immobilized electrode
Aβ was quantified using a gold electrode on which AFPPcys had been immobilized. Specifically, first, a gold electrode on which AFPPcys was fixed was produced in the same manner as in Example 1. Next, 400 μl of N-ethylmorpholine buffer solution (pH 7.0) containing 0 to 5 μM Aβ was added onto AFPPcys immobilized on the metal electrode, and allowed to stand at room temperature for 60 minutes. Next, the electrode was washed with an N-ethylmorpholine buffer solution (pH 7.0). On the washed electrode, 400 μl of Tris / HCl buffer solution (pH 7.0) containing 200 μM copper chloride was added, and excess copper divalent ions were washed with Tris / HCl buffer solution (pH 7.0). Click voltammetry was performed, and current values were measured.

得られた結果を図3に示す。図3に示すように、Aβが0.1〜5μMの範囲で観察される電流値がAβの濃度と比例していることから、AFPPcysを固定した金電極を使用することによって、0.1〜5μMという低濃度のAβであっても、高精度な定量が可能になることが分かった。   The obtained results are shown in FIG. As shown in FIG. 3, since the current value observed in the range of Aβ 0.1 to 5 μM is proportional to the concentration of Aβ, by using a gold electrode with AFPPcys fixed, It was found that even with a concentration of Aβ as low as 5 μM, highly accurate quantification is possible.

実施例3:洗浄による電極初期化の評価
AFPPcysを固定した金電極の繰り返し使用が、測定精度に与える影響を評価するために、以下の試験を行った。先ず、前記実施例1と同様の方法で、AFPPcysを固定した金電極を作製した。次いで、以下の操作1、洗浄1、操作2、及び洗浄2を1サイクルとして、合計6サイクルを繰り返し行った。なお、最後の1サイクルは操作1のみを行った。
操作1:200μMの塩化銅を含むTris/HCl緩衝溶液(pH7.0)400μlを前記金属電極に固定化させたAFPPcysの上にした後に、サイクリックボルタンメトリーの測定を行い、電流値の測定を行った。
洗浄1:操作1で電流値の測定に使用した金電極を20μMのエチレンジアミン四酢酸ナトリウムを含むTris緩衝液に10分間浸漬した後に、超純水で洗浄した。更に、洗浄後の電極を10mMの水酸化ナトリウム水溶液に10分間浸漬した後に、超純水で洗浄した。
操作2:洗浄1で洗浄した金属電極のAFPPcysの上に5μMのAβを含むN−エチルモルフォリン緩衝溶液(pH7.0)400μlを添加し、室温で60分間静置した。その後、電極上に200μMの塩化銅を含むTris/HCl緩衝溶液(pH7.0)400μlを添加した後に、サイクリックボルタンメトリーの測定を行い、電流値の測定を行った。
洗浄2:操作2で電流値の測定に使用した金電極に対して、前記洗浄1と同条件で、エチレンジアミン四酢酸ナトリウムを含むTris緩衝液による洗浄と、10mMの水酸化ナトリウム水溶液による洗浄を行った。
Example 3: Evaluation of electrode initialization by cleaning
In order to evaluate the influence of repeated use of a gold electrode with AFPPcys on the measurement accuracy, the following tests were conducted. First, a gold electrode to which AFPPcys was fixed was produced in the same manner as in Example 1. Subsequently, the following operation 1, washing 1, operation 2, and washing 2 were taken as one cycle, and a total of 6 cycles were repeated. Note that only the operation 1 was performed in the last one cycle.
Procedure 1: After 400 μl of Tris / HCl buffer solution (pH 7.0) containing 200 μM copper chloride is placed on AFPPcys immobilized on the metal electrode, cyclic voltammetry is measured and current value is measured. It was.
Washing 1: The gold electrode used to measure the current value in operation 1 was immersed in a Tris buffer containing 20 μM sodium ethylenediaminetetraacetate for 10 minutes, and then washed with ultrapure water. Further, the washed electrode was immersed in a 10 mM aqueous sodium hydroxide solution for 10 minutes and then washed with ultrapure water.
Operation 2: 400 μl of N-ethylmorpholine buffer solution (pH 7.0) containing 5 μM Aβ was added on AFPPcys of the metal electrode washed in Wash 1 and allowed to stand at room temperature for 60 minutes. Thereafter, 400 μl of a Tris / HCl buffer solution (pH 7.0) containing 200 μM copper chloride was added on the electrode, and then cyclic voltammetry was measured to measure the current value.
Wash 2: The gold electrode used for the current value measurement in operation 2 was washed with Tris buffer containing sodium ethylenediaminetetraacetate and 10 mM aqueous sodium hydroxide solution under the same conditions as in wash 1. It was.

合計6サイクルを繰り返し行った際に、操作1及び2において、測定された電流値を図4に示す。この結果より、AFPPcysを固定した金電極は、洗浄後も再現性良く電流応答が得られており、洗浄して繰り返し使用しても、高い精度をもってAβを定量できることが分かった。   FIG. 4 shows the current values measured in operations 1 and 2 when a total of 6 cycles were repeated. From this result, it was found that the gold electrode with AFPPcys fixed had a current response with good reproducibility even after washing, and that Aβ can be quantified with high accuracy even after washing and repeated use.

実施例4:類似ペプチド(アミリン)の影響の評価
Aβと同様、アミロイド線維を形成することが知られているアミリンを試料として使用して、AFPPcysの凝集選択性を検討した。具体的には、Aβの代わりに、アミリンを使用したこと以外は、実施例1と同条件で電流値の測定を行った。
Example 4: Evaluation of the effect of a similar peptide (amylin) Similar to Aβ, amylin known to form amyloid fibrils was used as a sample to examine the aggregation selectivity of AFPPcys. Specifically, the current value was measured under the same conditions as in Example 1 except that amylin was used instead of Aβ.

得られた結果を図5に示す。アミリンは、Aβと同様、銅2価イオンが結合することが知られているが、AFPPcysを固定した金電極に接触させても、観測される電流値には影響を与えなかった。このことは、金電極上に固定されたAFPPcysは、アミリンを凝集させていない、又は凝集させたが凝集体には銅2価イオンが配位していないことを示している。   The obtained results are shown in FIG. Like Aβ, amylin is known to bind to copper divalent ions. However, even when it was brought into contact with a gold electrode on which AFPPcys was immobilized, the observed current value was not affected. This indicates that AFPPcys immobilized on the gold electrode did not aggregate amylin or aggregated, but the copper divalent ions were not coordinated to the aggregate.

Claims (5)

下記(1)又は(2)に示すペプチドが固定化されてなる電極を含む、アミロイドβペプチドを測定用のバイオセンサ:
(1)配列番号1に示すアミノ酸配列を含むペプチド。
(2)配列番号1に示すアミノ酸配列における第3〜7位以外のアミノ酸残基内、1又は数個が置換、欠失、又は挿入されてなるアミノ酸配列を含み、Aβを凝集させる作用を有するペプチド。
A biosensor for measuring amyloid β peptide, comprising an electrode on which the peptide shown in (1) or (2) below is immobilized:
(1) A peptide comprising the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1.
(2) Contains an amino acid sequence in which one or several amino acid residues other than the 3rd to 7th positions in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1 are substituted, deleted, or inserted, and has an action of aggregating Aβ peptide.
前記ペプチドが、下記(3)又は(4)に示すペプチドである、請求項1に記載のバイオセンサ:
(3)配列番号2に示すアミノ酸配列からなるペプチド。
(4)配列番号2に示すアミノ酸配列において、第8〜12位以外のアミノ酸残基内、1又は数個が置換、欠失、付加、又は挿入されてなるアミノ酸配列からなり、Aβと凝集させる作用を有するペプチド。
The biosensor according to claim 1, wherein the peptide is a peptide shown in the following (3) or (4):
(3) A peptide consisting of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2.
(4) In the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2, it consists of an amino acid sequence in which one or several amino acid residues other than the 8th to 12th positions are substituted, deleted, added, or inserted, and aggregate with Aβ. A peptide having an action.
アルツハイマー型認知症の診断に使用される、請求項1又は2に記載のバイオセンサ。   The biosensor according to claim 1 or 2, which is used for diagnosis of Alzheimer-type dementia. 請求項1〜3のいずれかに記載のバイオセンサを用いて、アミロイドβペプチドを測定する方法であって、
前記バイオセンサにおけるペプチドが固定化された電極に対して試料溶液を接触させる第1工程、
前記第1工程で試料溶液に接触させた電極に対して、銅2価イオンを接触させ、電流値を測定する第2工程、及び
前記第2工程で測定した電流値に基づいて、試料溶液中のアミロイドβペプチド量を求める第3工程。
A method for measuring amyloid β peptide using the biosensor according to claim 1,
A first step of bringing a sample solution into contact with an electrode on which the peptide in the biosensor is immobilized;
A second step in which copper divalent ions are brought into contact with the electrode brought into contact with the sample solution in the first step and the current value is measured; and in the sample solution based on the current value measured in the second step 3rd process of calculating | requiring the amount of amyloid (beta) peptide of.
前記試料溶液が、血漿又はその希釈液である、請求項4に記載の測定方法。   The measurement method according to claim 4, wherein the sample solution is plasma or a diluted solution thereof.
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