「カルシウムキレート剤」の版間の差分

アミノポリカルボン酸の一種。1935年オーストリアの化学者[[wikipedia:Ferdinand Münz|Ferdinand Münz]]（1888-1969）によって初めて合成され<ref>'''Matteo Paolieri'''<br>Ferdinand Münz: EDTA and 40 years of inventions.<br>Bull. Hist. Chem. ACS.: 2017, 42(2);133–140</ref>、ドイツの染料会社イーゲーファルベン（I.G. Farben）よりTrilon Bという商品名で硬水軟化剤として発売された<ref>'''柴田村治, 永田恭一<br>'''対話でつづる錯塩化学 : その4 錯体化学の周辺<br> [https://doi.org/10.20665/kagakukyouiku.21.6_446 化学教育: 1973, 21(6);446-450]</ref>。EDTAはCa²⁺とMg²⁺をはじめとする二価の金属イオンと特によくキレート結合するが、それ以外にAg⁺、Fe³⁺、Zn⁴⁺などの1～4価の金属イオンとも結合する広範なキレート剤である<ref name = dojin>'''同仁化学研究所<br>'''Dojindo技術情報 >プロトコル集 >[http://www.dojindo.co.jp/technical/protocol/log.pdf カタログ付録Iキレート安定度定数一覧表]</ref>。その強力なキレート能と安定性のため、現在では工業目的から食品添加物まで日常生活の多岐にわたって使用されている。<br>

[[Image:CaChelator figure1.png|thumb|300px|'''図1．EGTAの結合速度定数のpH依存性（左）と温度依存性（右）'''<br>測定条件の異なる複数の文献の測定値を便宜的に同一のグラフ上にプロットした。]]

EGTAの誘導体として1980年に[[wikipedia:ja:ロジャー・Y・チエン|Roger Tsien]]（1952-2016）によって開発された。細胞内Ca²⁺測定に用いる低分子カルシウム指示薬はEGTAのようなカルシウムキレート剤がその母核化合物となっているが、EGTA（およびその誘導体のカルシウム指示薬Quin2）はそのpH依存性が問題であった。また高いpKa（>8）値に起因するCa²⁺との遅い結合速度も時間分解能を高める上で不都合であった。よりすぐれたカルシウム指示薬の開発にあたって彼は、EGTAで窒素原子と酸素原子をつないでいるメチレン基をベンゼン環へ置換することですべての配位子の[[PKA|pKa]]を6.5以下にし、pH7付近での性質を安定させることに成功した<ref name=Tsien><pubmed> 6770893 </pubmed></ref>（図2）。こうしてできたキレート剤がBAPTAであり、Fura2に続く多くの低分子カルシウム指示薬の母核化合物となった。細胞内の生理的Ca²⁺濃度（0.1 nM～1 mM）では、BAPTAとCa²⁺は1:1で結合する<ref name=Tsien />。解離定数は220 nMでEGTAと同等であるが、結合速度定数は4.0 × 10⁸ M^-1sec^-1とEGTAに比べて50～100倍速い<ref name=Naraghi />。たとえばイカの巨大[[シナプス前]]末端からの神経伝達物質放出はEGTAでは抑制されないがBAPTAで抑制されることからシナプス前末端内におけるCa²⁺の源（[[カルシウムチャネル]]）とCa²⁺の受容器（[[シナプス小胞]]のCa²⁺センサー）の距離が近いことを反映していると考えられる<ref><pubmed> 1675264 </pubmed></ref>。このように、結合速度定数の異なるEGTAとBAPTAによる生理現象の抑制率を比較定量することによって、生理現象に関わる[[カルシウムドメイン]]のサイズを推定することができる<ref><pubmed> 9539117 </pubmed></ref><ref>'''Yukihiro Nakamura, Maria Reva, David A DiGregorio'''<br>Variations in Ca²⁺ influx can alter Ca²⁺-chelator-based estimates of Ca²⁺ channel-synaptic vesicle coupling distance.<br>J. Neurosci.: in press</ref>。<br>