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金属イオン反応点を基盤とした生体内過酸化水素応答性プローブの開発

Research Project

Project/Area Number 13J03617
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Inorganic chemistry
Research InstitutionDoshisha University

Principal Investigator

武安 俊幸  同志社大学, 工学研究科, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2013
Project Status Completed (Fiscal Year 2013)
Budget Amount *help
¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2013: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Keywords過酸化水素 / 蛍光プローブ / 金属錯体
Research Abstract

細胞内で発生する過酸化水素がシグナル伝達物質として機能することが分かっているが、シグナル伝達物質として生産される過酸化水素の動態(濃度, 拡散挙動など)は解明されていない。本研究では、過酸化水素と特異的かつ高速に反応する金属酵素(ペルオキシダーゼなど)や機能モデル金属錯体に着目し、金属錯体を「過酸化水素との反応点」として利用した高感度な蛍光プローブの開発を目指している。
本年度は、金属錯体を利用した過酸化水素蛍光プローブ(MBFh類)の開発と細胞応用に向けた分子構造の選別に関する研究を行った。具体的には水中で高活性に機能する錯体触媒の開発と既報の蛍光プローブMBFhの培養細胞内での使用を目指し、新たな金属錯体型過酸化水素蛍光プローブMBFh2およびMBFh3類を開発した。本年度報告した単核非ヘム鉄錯体Fe (mpaq)錯体触媒は、過酸化水素を酸化剤とした色素の酸化反応を水中で効率的に触媒することがわかった。得られた知見よりシグナル伝達物質として生産される過酸化水素の時空間イメージングを目指し, Fe (mpaq)錯体触媒の構造を用いた金属錯体型過酸化水素蛍光プローブMBFh2を開発した。金属錯体と過酸化水素による酸化反応で生成する赤色蛍光色素レゾルフィンを利用して過酸化水素を検出するMBFh2は, 細胞内の過酸化水素をμMオーダーで可視化でき、細胞内でのMBFh2と過酸化水素との反応条件を詳細に検討することで5μMのMBFh2を用いた場合に、上皮成長因子刺激によってA431細胞が生産する過酸化水素を細胞内で観察できることを見出した. さらにMBFh2骨格の過酸化水素蛍光プローブとしての一般性と過酸化水素のマルチカラーイメージングを目指し, 緑色の蛍光色素フルオロセインを用いる高感度過酸化水素蛍光プローブMBFh3類の開発も行った. MBFh3もMBFh2と同様にHeLa細胞内の過酸化水素を可視化できることを見出した。以上の結果より、本年度は培養細胞内で使用可能な金属錯体型過酸化水素蛍光プロープの開発と細胞内での過酸化水素の可視化に成功した。

Strategy for Future Research Activity

(抄録なし)

Report

(1 results)
  • 2013 Annual Research Report
  • Research Products

    (6 results)

All 2014 2013

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (2 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results) (of which Overseas: 1 results)

  • [Journal Article] Development of Green-Emitting Iron Complex-Based Fluorescent Probes for Intracellular Hydrogen Peroxide Imaging2014

    • Author(s)
      Yutaka Hitomi, Toshiyuki Takeyasu, Masahito Kodera
    • Journal Title

      Bulletin of the Chemical Society of Japan

      Volume: (印刷中) Issue: 7 Pages: 819-824

    • DOI

      10.1246/bcsj.20140055

    • NAID

      130004059123

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] An Iron(III) Tetradentate Monoamido Complex as a Nonheme Iron-Based Peroxidase Mimetic2013

    • Author(s)
      Yutaka Hitomi, Kazuaki Hiramatsu, Toshiyuki Takeyasu, Masahito Kodera, et al.
    • Journal Title

      Dalton Transactions

      Volume: 42 Issue: 36 Pages: 12878-12882

    • DOI

      10.1039/c3dt51483h

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Iron Complex-Based Fluorescent Probes for Intracellular Hydrogen Peroxide Detection2013

    • Author(s)
      Yutaka Hitomi, Toshiyuki Takeyasu, Masahito Kodera
    • Journal Title

      Chemical Communications

      Volume: 49 Issue: 85 Pages: 9929-9931

    • DOI

      10.1039/c3cc44471f

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 金属錯体型蛍光プローブを利用した生体内活性酸素種の検出2013

    • Author(s)
      武安 俊幸, 人見 穣, 小寺 政人
    • Organizer
      第66回日本酸化ストレス学会
    • Place of Presentation
      ウインク愛知(名古屋市中村区)
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 細胞内の過酸化水素の可視化を目指した金属錯体型蛍光プローブの開発2013

    • Author(s)
      武安 俊幸, 人見 穣, 小寺 政人
    • 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
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 複素環化合物, 金属錯体および蛍光プローブ2013

    • Inventor(s)
      人見 穣、武安 俊幸
    • Industrial Property Rights Holder
      人見 穣、武安 俊幸
    • Filing Date
      2013-07-29
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Overseas

URL: 

Published: 2014-01-29   Modified: 2024-03-26  

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