緩衝液にキレート剤を添加する理由【キレート剤って?】

EDTAがカルシウムイオンをキレートする
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緩衝液にキレート剤を添加する理由【キレート剤って?】

 

キレート

キレート剤の役割って何ですか?そもそもキレート剤の「キレート」って何ですか?

本記事は,このような「なぜ?どうして?」にお答えします.

 

こんにちは.

博士号を取得後,派遣社員として基礎研究に従事しているフールです.

今回の「緩衝液に混ぜる」ものは,キレート剤です.

EDTAEGTAが有名ですね.

キレート剤が入っていることは知っている人は多いですが,その役割まで認識している人は少ないのではないでしょうか?

本記事は,そんな方にオススメです.

 

サマリー・キレートとは,分子内の複数の原子が1つの金属イオンに配位結合することです.

・酵素の中には,その活性発現に金属イオンを必要とするものがあります.

緩衝液にキレート剤を添加する理由

同一分子内の複数の原子またはイオンが, 1 つの金属イオンに配位結合することをキレートと呼び,そのような化合物をキレート剤といいます.

例えば,エチレンジアミン四酢酸(EDTA)の場合,分子内の 2 つの N と 4 つの O– が金属イオンと配位結合します.

EDTAの構造式

EDTAとカルシウムイオンの反応

一般に,配位結合した金属イオンは水溶性が高く,その構造も安定しています.

つまり,金属イオンがその他の物質と相互作用しにくい状態になるのです.

酵素の中には,その活性発現に金属イオンを必要とするものがあります.

キレート剤を加えることで,金属イオンと酵素の相互作用が起こりにくい状態を作り,その活性を阻害することができます.

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キレート剤に期待する効果

キレート剤は,金属イオンと酵素の相互作用が阻害して,その活性を抑えることができます.

具体的には,次の 2 つの効果を期待してキレート剤を使います.

  • プロテアーゼを阻害する効果
  • DNA分解酵素を阻害する効果

プロテアーゼ阻害剤としてのキレート剤

サーモリシンカルボキシペプチダーゼなどは,その活性発現に金属イオンを必要とするプロテアーゼです.

キレート剤は,その阻害剤として機能します.

プロテアーゼ阻害剤に関しては,以下の記事もご覧ください.

緩衝液に添加するプロテアーゼインヒビターの種類と役割
緩衝液に添加するプロテアーゼインヒビターの役割についてまとめました.なぜ,緩衝液にプロテアーゼインヒビターを加えるのでしょうか?もちろん,「おまじない」ではありません.

DNA分解酵素阻害剤としてのキレート剤

DNA 分解酵素である DNase は,その活性発現に Mg2+ を必要とします.

そして, TE のバッファーの “E” は, EDTA のことです.

DNA の保存で TE バッファーを使う理由は以下の 2 点です.

・ pH を塩基性に保つことで, DNA を脱プロトン化して沈殿するのを防ぐ.
・ EDTA が Mg2+ をキレートすることで, DNase の影響を最小限に抑える.

DNAポリメラーゼもマグネシウムを必要とする

注意しなければならないことは, DNA ポリメラーゼもその活性発現に Mg2+ を必要とすることです.

DNA 溶液中のキレート剤がPCR反応へ持ち込まれると,PCR反応も阻害してしまう可能性がありますよ.

【まとめ】緩衝液中のキレート剤の役割

EDTA や EGTA などのキレート剤は,金属イオンと酵素の相互作用が阻害して,その活性を抑えます.

そして,緩衝液中のキレート剤に期待することは,①プロテアーゼを阻害する効果と②DNA分解酵素を阻害する効果です.

以上,緩衝液に加えるキレート剤の役割でした.

最後までお付き合いいただきありがとうございました.

次回もよろしくお願いいたしします.

2020年1月4日 フール