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高い水溶性を有するアザクマリニルメチル型光感受性保護基の高度化とその応用研究

Research Project

Project/Area Number 15J04754
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Chemical pharmacy
Research InstitutionTokyo Medical and Dental University

Principal Investigator

高野 皓  東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2015-04-24 – 2017-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2016)
Budget Amount *help
¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
Fiscal Year 2016: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2015: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywords化学プローブ / ケージド化合物 / 光感受性保護基 / 環境応答性蛍光基 / 8-アザクマリン骨格 / アザクマリン / 水溶性 / 光分解反応 / 暗所化安定性
Outline of Annual Research Achievements

これまでに高い水溶性を示す8-アザクマリン型光感受性保護基の開発に成功している。また、所属研究室ではクマリン型光感受性保護基を用いたケージドPKCリガンドを創製しているが、ケージド化していないリガンドと比較してPKCの活性化により多くの時間を要していた。そこで、独自に開発した水溶性の高い8-アザクマリン型光感受性保護基を用いると正確な光制御が可能になると考え、PKCリガンドへの導入を試みた。
これまでに創製したケージド化合物は、PKCδC1bドメインに対するKi値がDAG-lactone より40倍ほど低い値を示すことを明らかにしている。そこで、GFP融合PKCdの細胞内局在変化を共焦点顕微鏡で観察することによってケージド化合物のPKCδ活性化能を検討した。その結果、10秒間の紫外光照射によってPKCδの活性化に由来する細胞膜へのトランスロケーションが観測された。したがって、より精密にPKCδの活性化を制御可能な化学プローブを創出することに成功した。
周りの環境に応じて蛍光特性が変化する環境応答性蛍光基は、解析対象の置かれた環境を光に転換できる分子プローブとして注目を集めている。細胞内は親水性であることを考慮すると親水性環境下で蛍光を発する蛍光基が求められているが、その蛍光基の報告例は乏しいのが現状である。
蛍光発光と光反応は競合失活過程であるため、これまでに申請者が焦点を当ててきた8-アザクマリン骨格は蛍光基としても機能可能であることが推測された。8-aza-7-hydroxycoumarin-4-methyl がエタノール中で高い蛍光量子収率を有することが報告されているがその合成収率は1工程で15%と非常に低く、蛍光特性は未解明であった。そこで、合成法の精査と蛍光特性の評価を行った結果、収率70%まで改善し、溶媒・pH依存的な環境応答性蛍光基であることが示唆された。

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2016 Annual Research Report
  • 2015 Annual Research Report
  • Research Products

    (9 results)

All 2017 2016 2015

All Journal Article (2 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results) Presentation (7 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results)

  • [Journal Article] Microwave-Assisted Synthesis of Azacoumarin Fluorophores and the Fluorescence Characterization2017

    • Author(s)
      Hikaru Takano, Tetsuo Narumi, Wataru Nomura, Hirokazu Tamamura
    • Journal Title

      J. Org. Chem.

      Volume: 82 Issue: 5 Pages: 2739-2744

    • DOI

      10.1021/acs.joc.6b02656

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Utilization of the Heavy Atom Effect for the Development of a Photosensitive 8-Azacoumarin-Type Photolabile Protecting Group2015

    • Author(s)
      Hikaru Takano, Tetsuo Narumi, Wataru Nomura, Toshiaki Furuta, and Hirokazu Tamamura
    • Journal Title

      Organic Letters

      Volume: 17 Issue: 21 Pages: 5372-5375

    • DOI

      10.1021/acs.orglett.5b02720

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Development of a Hydrophilic Caged PKC Ligand with an 8-Azacoumarin Photolabile Protecting Group for the Precise Photocontrol of PKC Activation.2016

    • Author(s)
      Hikaru Takano, Wataru Nomura, Hirokazu Tamamura
    • Organizer
      34th European Peptide Symposium / 8th International Peptide Symposium 2016.
    • Place of Presentation
      Leipzig (Germany)
    • Year and Date
      2016-09-04
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 親水性光感受性保護基を用いたケージド PKCリガンドの創製とケミカルバイオロジー的応用2016

    • Author(s)
      高野皓, 野村渉, 玉村啓和
    • Organizer
      日本薬学会 第 136年会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜 (神奈川県・横浜市)
    • Year and Date
      2016-03-26
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] Development of Water Soluble and Highly Photosensitive 8-Azacoumarin-4-ylmethyl-type Photolabile Protecting Groups for Clear Analysis of the Dynamics of Bioactive Molecules2016

    • Author(s)
      Hikaru Takano, Tetsuo Narumi, Wataru Nomura, Toshiaki Furuta, Hirokazu Tamamura
    • Organizer
      251st American Chemical Society National Meeting & Exposition
    • Place of Presentation
      San Diego Convention Center (United states of America)
    • Year and Date
      2016-03-13
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 8-azacoumarin型環境応答性蛍光基の開発2016

    • Author(s)
      高野皓
    • Organizer
      第14回IBB BioFuture Research Encouragement Prize研究発表会
    • Place of Presentation
      生体材料工学研究所 (東京都・千代田区)
    • Year and Date
      2016-01-29
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] The Amide-Alkene Isosterism-Based Design of a New Chromophore: Development of Water Soluble and Highly Photosensitive 8-Azacoumarin-4-ylmethyl-type Photolabile Protecting Groups2015

    • Author(s)
      Hikaru Takano, Tetsuo Narumi, Wataru Nomura, Toshiaki Furuta, Hirokazu Tamamura
    • Organizer
      7th International Peptide Symposium 2015
    • Place of Presentation
      Biopolis (Singapore)
    • Year and Date
      2015-12-09
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] IMPROVEMENT OF PHOTOLYTIC EFFICIENCY OF THE 8-AZACOUMARIN CHROMOPHORE INDUCED BY IODINE FUNCTIONALIZATION2015

    • Author(s)
      Hikaru Takano, Tetsuo Narumi, Wataru Nomura, Toshiaki Furuta, Hirokazu Tamamura
    • Organizer
      第52回ペプチド討論会
    • Place of Presentation
      平塚中央公民館 (神奈川県・平塚市)
    • Year and Date
      2015-11-16
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 新規光感受性保護基の開発と親水性ケージドPKCリガンドの創製2015

    • Author(s)
      高野皓, 鳴海哲夫, 野村渉, 古田寿昭, 玉村啓和
    • Organizer
      第41回反応と合成の進歩シンポジウム
    • Place of Presentation
      近畿大学 (大阪府・東大阪市)
    • Year and Date
      2015-10-26
    • Related Report
      2015 Annual Research Report

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Published: 2015-11-26   Modified: 2024-03-26  

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