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Development of fluorescent probes for metabolic activity in singe cell

Research Project

Project/Area Number 17K19203
Research Category

Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)

Allocation TypeMulti-year Fund
Research Field Biomolecular chemistry and related fields
Research InstitutionKyushu University

Principal Investigator

Ojida Akio  九州大学, 薬学研究院, 教授 (10343328)

Project Period (FY) 2017-06-30 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2018: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
Fiscal Year 2017: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
Keywords蛍光プローブ / 代謝 / がん / ベータ酸化
Outline of Final Research Achievements

In this research project, we developed the fluorescent probes that can detect the activity state of the metabolic pathways in living cells. In the research period, we focused on the development of the turn-on type fluorescent probe that can sense the activity of the fatty acid beta oxidation. The probe exploited the intramolecular cyclization of the metabolically produced thioester as a sensing mechanism. We confirmed that the probe was converted to the desired cyclized product as a result of beta oxidation and the subsequent intramolecular cyclization. This finding would provide molecular design basis for development of fluorescent probes that can detect the activity of other central metabolism pathways such as glycolysis and TCA cycle. We also developed the auto-immolative linker, which is useful in design of fluorescent probes for various enzyme-catalyzed reactions.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

これまでに様々な細胞イベントを検出できる蛍光プローブが開発されてきたが、代謝経路自体の活性化を検出できる蛍光プローブの開発例はほとんど報告されていない状況にあった。本研究では、様々な細胞内代謝経路を検出できる可能性を持つ新しいセンシング機構を提案し、実際にそれが細胞内で機能することを明らかにした。本研究から得られた知見は、様々な代謝経路の蛍光可視化する蛍光プローブの分子デザインに有用に知見を与えるものである。また将来的には、細胞代謝の蛍光解析の実現や代謝を標的とした薬剤分子のスクリーニングにも貢献することが期待できる。

Report

(3 results)
  • 2018 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2017 Research-status Report
  • Research Products

    (15 results)

All 2019 2018 2017 Other

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 1 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (11 results) (of which Invited: 1 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] Reversible ratiometric detection of highly reactive hydropersulfides using a FRET-based dual emission fluorescent probe2017

    • Author(s)
      Ryosuke KAWAOGE, Ippei TAKASHIMA, Shohei UCHINOMIYA, Akio OJIDA
    • Journal Title

      Chemical Science

      Volume: 8 Issue: 2 Pages: 1134-1140

    • DOI

      10.1039/c6sc03856e

    • Related Report
      2017 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Fluorescence Sensing of Inorganic Phosphate and Pyrophosphate Using Small Molecular Sensors and Their Applications2017

    • Author(s)
      J. Wongkongkatep, A. Ojida. I. Hamachi
    • Journal Title

      Topics in Current Chemistry

      Volume: 375 Issue: 2 Pages: 1-33

    • DOI

      10.1007/s41061-017-0120-0

    • Related Report
      2017 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 代謝検出蛍光プローブの開発(2)代謝中間体の分子内環化反応を利用したβ酸化のイメージング2019

    • Author(s)
      坂本茉莉・川越亮介・Weber Mark・鴨田光一郎・内之宮祥平・王子田彰夫
    • Organizer
      日本化学会第99春季年会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 細胞内でのβ酸化検出を目指した蛍光プローブの開発2018

    • Author(s)
      坂本茉莉, 川越亮介, Weber Mark, 内之宮祥平, 王子田彰夫
    • Organizer
      第55回化学関連支部合同九州大会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 生細胞内での脂肪酸β酸化検出を目指した蛍光プローブの開発2018

    • Author(s)
      坂本茉莉, 川越亮介, Weber Mark, 内之宮祥平, 王子田彰夫
    • Organizer
      第35回日本薬学会九州支部大会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] カルボン酸の分子内環化反応を利用した蛍光センシングシステムの開発と酵素反応検出への応用2018

    • Author(s)
      中村範章, 内之宮祥平, 王子田彰夫
    • Organizer
      日本化学会第98春季年会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] Development of a fluorescent probe for live-cell imaging of fatty acid beta oxidation2018

    • Author(s)
      Shohei Uchinomiya, Ryosuke Kawagoe, Mark Weber, Mari Sakamoto, Akio Ojida
    • Organizer
      日本化学会第98春季年会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] 新しいセンシング機構を組み込んだ蛍光プローブのデザインと応用2017

    • Author(s)
      王子田彰夫
    • Organizer
      第30回九州分析化学若手の会春の講演会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 脂肪酸β酸化を検出するための基質型蛍光プローブの開発2017

    • Author(s)
      内之宮祥平、川越亮介、中村範章、王子田彰夫
    • Organizer
      第11回バイオ関連化学シンポジウム
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] 新しい蛍光プローブのデザインと応用2017

    • Author(s)
      王子田彰夫
    • Organizer
      2nd Symposium on New Trends of Nano-and Bio-Materials Design in Supramolecular Chemistry
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] カルボン酸の自発的脱離反応を利用した蛍光センシングシステムの開発2017

    • Author(s)
      中村範章、内之宮祥平、王子田彰夫
    • Organizer
      第5回バイオ関連化学シンポジウム若手フォーラム
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] カルボン酸の自発的脱離反応を利用した蛍光センシングシステムの開発2017

    • Author(s)
      中村範章、内之宮祥平、王子田彰夫
    • Organizer
      第11回バイオ関連化学シンポジウム
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] カルボン酸の自発的脱離反応を利用した蛍光センシングシステムの開発2017

    • Author(s)
      中村範章、内之宮祥平、王子田彰夫
    • Organizer
      第34回日本薬学会九州支部大会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Remarks] 九州大学薬学研究院創薬ケミカルバイオロジー研究室ホームページ

    • URL

      http://bunseki.phar.kyushu-u.ac.jp

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Remarks] 九州大学薬学研究院生体分析化学分野ホームページ

    • URL

      http://bunseki.phar.kyushu-u.ac.jp

    • Related Report
      2017 Research-status Report

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Published: 2017-07-21   Modified: 2020-03-30  

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