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革新的蛍光ラベル化法に基づくタンパク質の高感度イメージングとその創薬研究への応用

Research Project

Project/Area Number 12J01172
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Chemistry related to living body
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

平林 和久  東京大学, 大学院薬学系研究科, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2012 – 2013
Project Status Completed (Fiscal Year 2013)
Budget Amount *help
¥1,800,000 (Direct Cost: ¥1,800,000)
Fiscal Year 2013: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2012: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Keywords蛍光プローブ / pHプローブ / Ca^<2+>プローブ
Research Abstract

昨年度は2-COOH TMの詳細な化学平衡式を推定することに成功した。またハロゲン原子の導入により、赤色蛍光プローブの母核として優れた性質を有すると考えられる2-COOH TM誘導体の開発に成功した。赤色蛍光プローブの充実は、他の生理活性物質に対する緑色蛍光プローブと併用したマルチカラーイメージングによって、複数の分子の挙動を同時に解析することが可能となるため、その開発には大きな意義がある
本年度はさらに別の修飾部位への置換基の導入と化学平衡式との相関を調べた。その結果、pH変動に対する吸光度変化の鋭さが、置換基のハメット定数に応じて変化することを見出した。本知見によって、本色素を用いた赤色蛍光プローブを開発する際に、「生理的pH付近でのpHに依存した蛍光変化を小さくすること」、逆に、「小さなpH変化を大きな蛍光変化として捉えること」が可能となる。
次に、得られた知見に基づいて、2-COOH TM誘導体を母核とした新規赤色蛍光Ca^<2+>プローブの開発を行った。Ca^<2+>は細胞内で重要なセカンドメッセンジャーとして様々な生命現象に関与している。そのため、緑色蛍光Ca^<2+>プローブを用いたCa^<2+>イメージングが汎用されている。しかしながら、有用な赤色蛍光Ca^<2+>プローブは依然として開発されていない。実際に2-COOH TM誘導体を母核として開発した赤色蛍光Ca^<2+>プローブはCa^<2+>添加時に約8倍の蛍光上昇を示した。さらに、本プローブをHela細胞に応用したところ、その細胞内局在は細胞質と核であり、現在汎用されている緑色蛍光Ca^<2+>プローブと同様であった。また、ヒスタミン刺激時のCa^<2+>濃度変動を蛍光強度変化として捉えることに成功した。開発した蛍光プローブは今後赤色蛍光Ca^<2+>プローブとしてマルチカラーイメージングに利用されることが期待される。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

研究実地計画に挙げた内容のうち、赤色蛍光Ca^<2+>プローブの開発は期待以上の進展をした一方、ペプチドタグ検出蛍光プローブの開発が遅れているため。

Strategy for Future Research Activity

2-COOH TMの性質、誘導体化と化学平衡式との相関が明らかになったため、これら知見を利用してペプチドタグ検出蛍光プローブの開発を行う。

Report

(2 results)
  • 2013 Annual Research Report
  • 2012 Annual Research Report
  • Research Products

    (14 results)

All 2014 2013 2012

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (11 results) Patent(Industrial Property Rights) (2 results) (of which Overseas: 1 results)

  • [Journal Article] Red Fluorescence Probe for Monitoring Dynamics of Cytoplasmic Calcium Ion2013

    • Author(s)
      Takahiro Egawa, Kazuhisa Hirabayashi, Yuichiro Koide, Chiaki Kobayashi, Naoya Takahashi, Tomoko Mineno, Takuya Terai, Tasuku Ueno, Toru Komatsu, Yuji Ikegaya, Norio Matsuki, Tetsuo Nagano, and Kenjiro Hanaoka
    • Journal Title

      Angewandte Chemie International Edition

      Volume: 52 Issue: 14 Pages: 3874-3877

    • DOI

      10.1002/anie.201210279

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Si置換フルオレセインの化学平衡の解析とプローブ開発への応用2014

    • Author(s)
      平林和久、花岡健二郎、高柳俊夫、長野哲雄、浦野泰照
    • Organizer
      日本薬学会第134年会
    • Place of Presentation
      熊本市総合体育館(熊本県)
    • Year and Date
      2014-03-29
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] ケイ素置換フルオレセインによる赤色蛍光プローブの開発2013

    • Author(s)
      平林和久、土岐裕子、高柳俊夫、長野哲雄、花岡健二郎
    • Organizer
      第7回バイオ関連化学シンポジウム
    • Place of Presentation
      名古屋大学東山キャンパス豊田講堂・野依学術交流館(愛知県)
    • Year and Date
      2013-09-28
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] ケイ素置換フルオレセインの化学平衡に基づく赤色蛍光プローブの開発2013

    • Author(s)
      平林和久、土岐裕子、高柳俊夫、長野哲雄、花岡健二郎
    • Organizer
      第1回バイオ関連化学シンポジウム若手フォーラム
    • Place of Presentation
      名古屋大学野依記念物質科学研究館(愛知県)
    • Year and Date
      2013-09-26
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] ケイ素置換フルオレセインの化学平衡式に基づく赤色蛍光プローブの精密設計2013

    • Author(s)
      平林和久、土岐裕子、高柳俊夫、長野哲雄、花岡健二郎
    • Organizer
      日本分析化学会第62年会
    • Place of Presentation
      近畿大学(大阪府)
    • Year and Date
      2013-09-11
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] ケイ素置換フルオレセインの化学平衡式に基づく赤色蛍光プローブの精密設計2013

    • Author(s)
      平林和久、土岐裕子、高柳俊夫、長野哲雄、花岡健二郎
    • Organizer
      第11回次世代を担う若手のためのフィジカル・ファーマフォーラム
    • Place of Presentation
      清水テルサ・三保園ホテル(静岡県)
    • Year and Date
      2013-08-29
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] ケイ素置換フルオレセインによる赤色蛍光プローブの創製2013

    • Author(s)
      平林和久、土岐裕子、高柳俊夫、長野哲雄、花岡健二郎
    • Organizer
      生体機能関連化学部会若手の会・第25回サマースクール
    • Place of Presentation
      八王子セミナーハウス(東京都)
    • Year and Date
      2013-07-26
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Chemical Equilibrium of Si-substituted Fluorescein and its Application to Red Fluorescent Probes2013

    • Author(s)
      Kazuhisa Hirabayashi, Yuko Toki, Toshio Takayanagi, Tetsu o Nagano, Kenjiro Hanaoka
    • Organizer
      The First Asian Conference for "MONODUKURI" Strategy by Synthetic Organic Chemistry
    • Place of Presentation
      沖縄ホテル/サザンビーチホテル&リゾート沖縄(沖縄県)
    • Year and Date
      2013-07-18
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] ケイ素置換フルオレセインの化学平衡式に基づく赤色蛍光プローブの開発2013

    • Author(s)
      平林和久、土岐裕子、高柳俊夫、長野哲雄、花岡健二郎
    • Organizer
      日本ケミカルバイオロジー学会第8回年会
    • Place of Presentation
      東京医科歯科大学(東京都)
    • Year and Date
      2013-06-20
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] ケイ素置換フルオレセインの開発と赤色蛍光プローブへの展開2013

    • Author(s)
      平林和久、土岐裕子、江川尭寛、長野哲雄、花岡健二郎
    • Organizer
      第8回日本分子イメージング学会学術集会
    • Place of Presentation
      横浜赤レンガ倉庫1号館(神奈川県)
    • Year and Date
      2013-05-31
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] ケイ素置換フルオレセインの開発と赤色蛍光プローブへの展開2013

    • Author(s)
      平林和久、花岡健二郎、土岐裕子、江川尭寛、長野哲雄
    • Organizer
      日本薬学会第133年会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜、神奈川県
    • Year and Date
      2013-03-28
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Development of an off-on fluorescence probe for selective labeling of proteins based on hexahistidine tag2012

    • Author(s)
      平林和久、花岡健二郎、下西学、長野哲雄
    • Organizer
      Program for Young Researcher Symposium in Europe' supported by Graduate School of Pharmaceutical Sciences, U-Tokyo
    • Place of Presentation
      ケンブリッジ、イギリス
    • Year and Date
      2012-06-07
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 蛍光プローブ2013

    • Inventor(s)
      長野哲雄、花岡健二郎、平林和久、土岐裕子
    • Industrial Property Rights Holder
      東京大学
    • Filing Date
      2013-02-15
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Overseas
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 蛍光プローブ2013

    • Inventor(s)
      長野哲雄、花岡健二郎、平林和久
    • Industrial Property Rights Holder
      東京大学
    • Industrial Property Number
      2013-042346
    • Filing Date
      2013-03-04
    • Related Report
      2012 Annual Research Report

URL: 

Published: 2013-04-25   Modified: 2024-03-26  

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