化学発光を用いたin vivo活性酸素検出試薬の開発研究

• Project/Area Number: 07559015
• Research Category: Grant-in-Aid for Developmental Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: 広領域
• Research Institution: University of Tsukuba
• Principal Investigator: 藤森 憲 筑波大学, 化学系, 助教授 (90015983)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 三谷 元宏 日本油脂(株), 筑波研究所, 主任研究員
• Project Period (FY): 1995
• Project Status: Completed (Fiscal Year 1995)
• Keywords: ウミホタルルシフェリン / 化学発光 / スーパーオキシド / 活性酸素 / 励起一重項

Research Abstract

イミダゾピラジン骨格を有するウミホタル、発光クラゲ、ウミシイタケ等の海洋性生物発光の発光体(ルシフェリン)誘導体(2-methyl-6-p-methoxyphenylimidazo[1,2_<-a>]pyrazin(7H)-one)以下MCLAと略す)についてアセトニトリル中詳細な研究を行ない、次の諸点を明かにした。
(1)高圧下酸素条件下、初めてMCLAと基底3重項状態酸素との反応により、MCLA-2-ヒドロペルオキシド中間体(MCLAOOH)を手に取ることが出来た。
(2)上記MCLAOOHはアセトニトリル中、1.73±0.28×10^<-3>s^<-1>の速度で化学発光し、励起一重項中性型オキシルシフェリン誘導体(OMCLA:3-acetamido-6-p-methoxyphenylpyrazine)からの発光が観測された。
(3)MCLAOOH溶液に強塩基である1,8-diazabicyclo[5.4.0]7-undecene(DBU)を加えると、
MCLAOOHは閃光を放って瞬時に分解する。発光強度時間依存性の解析から、MCLAOOHがジオキセタンになる速度=31s^<-1>;ジオキセタノン中間体が脱炭酸してアニオン型励起一重項OMCLAを生成する速度=61s^<-1>が求まった。
(4)DBU存在下空気中、MCLAの酸素化反応の擬1次反応速度定数は2.9×10-2s^<-1>と求められた。
以上、本研究は化学発光に含まれる全ての各素反応過程の速度が決定された最初の例である。また、中性型ジオキセタノン中間体の脱炭酸励起一重項OMCLA生成の量子収率は、アニオン型ジオキセタノン中間体のそれに比べて極めて小さいという事実も明らかにした。
これらの成果は、3篇の論文としてまとめられ、公表される。