Development of metal ion and biomolecular probes having a quinazoline fluorophore

• Project/Area Number: 18K06587
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 47010:Pharmaceutical chemistry and drug development sciences-related
• Research Institution: Sophia University
• Principal Investigator: Suzuki Yumiko 上智大学, 理工学部, 准教授 (20295546)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2020)
• Budget Amount: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000); Fiscal Year 2020: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2019: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000); Fiscal Year 2018: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
• Keywords: 蛍光プローブ / 蛍光団 / キナゾリン / シクロデキストリン / 超分子 / 蛍光センサー / アザクラウンエーテル / 分子認識 / 蛍光色素

Outline of Final Research Achievements

Fluorescence properties of 2-aminoquinazolines and the application as molecular probes were investigated. Theoretical calculations of the excited states were performed using Gaussian 16 program. The novel probes based on the quinazoline fluorophore were developed for application in ATP detection. They selectively recognized copper ions by fluorescence quenching, and their copper complexes displayed fluorescence enhancement in the presence of phosphoric acid derivatives. This fluorescence on-off system enabled the highly sensitive fluorescence detection of ATP when combined with a phenyl boronic acid-modified cyclodextrin through a plausible multipoint recognition system.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

生命現象の解明や診断医療の革新に貢献すべく、蛍光バイオイメージングに応用可能な新規蛍光分子をデザインした。生命活動に欠かせないATPを選択的に蛍光検出する分子、および、環境の液性（酸性・アルカリ性）に応じて蛍光のON-OFF制御が可能な分子を開発した。本蛍光団は、既存の蛍光団と比較して分子が小さく、合成が容易で、高輝度であることから、ライフサイエンス分野での応用利用が期待される。

Research Products

• [Int'l Joint Research] UMR CNRS 6507/Normandie University/ENSICAEN ＆ UNICAEN(フランス)
• [Journal Article] Phosphate-sensing with (di-(2-picolyl)amino)quinazolines based on a fluorescence on?off system (2020)
  • Author(s): Aoki Kazusa、Osako Ryuji、Deng Jiahui、Hayashita Takashi、Hashimoto Takeshi、Suzuki Yumiko
  • Journal Title: RSC Advances Volume: 10 Issue: 26 Pages: 15299-15306
  • DOI: 10.1039/d0ra01455a
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Discovery of a Potent Anticancer Agent PVHD303 with in Vivo Activity (2020)
  • Author(s): Suzuki Yumiko、Otake Ayana、Ueno Satoshi、Hayashi Kensuke、Ishii Hirosuke、Miyoshi Nao、Kuroiwa Kenta、Tachikawa Masashi、Fujimaki Yuki、Nishiyama Kotaro、Manabe Kei、Yamazaki Ryuta、Asai Akira
  • Journal Title: ACS Medicinal Chemistry Letters Volume: 11 Issue: 6 Pages: 1287-1291
  • DOI: 10.1021/acsmedchemlett.0c00119
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Preparation and antioxidant study of silver nanoparticles of Microsorum pteropus methanol extract (2020)
  • Author(s): Chick Christian Nanga、Misawa-Suzuki Tomoyo、Suzuki Yumiko、Usuki Toyonobu
  • Journal Title: Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters Volume: 30 Issue: 22 Pages: 127526-127526
  • DOI: 10.1016/j.bmcl.2020.127526
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Role of alkan-1-ol solvents in the synthesis of yellow luminescent carbon quantum dots (CQDs): van der Waals force-caused aggregation and agglomeration (2020)
  • Author(s): Kenta Hagiwara, Hiroshi Uchida, Yumiko Suzuki, Takashi Hayashita, Kanjiro Torigoe, Tetsuya Kida, Satoshi Horikoshi
  • Journal Title: RSC Advances Volume: －
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Selective Inhibition of Spindle Microtubules by a Tubulin-Binding Quinazoline Derivative (2019)
  • Author(s): Sawada Jun-ichi、Ishii Hirosuke、Matsuno Kenji、Sato Masayuki、Suzuki Yumiko、Asai Akira
  • Journal Title: Molecular Pharmacology Volume: 96 Issue: 5 Pages: 609-618
  • DOI: 10.1124/mol.119.116624
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Total Synthesis of Termicalcicolanone A via Organocatalysis and Regioselective Claisen Rearrangement (2019)
  • Author(s): Saki Ito, Taiki Kitamura, Sundaram Arulmozhiraja, Kei Manabe, Hiroaki Tokiwa, Yumiko Suzuki
  • Journal Title: Organic Letters Volume: 印刷中
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Asymmetric Michael Addition Mediated by Chiral Ionic Liquids (2018)
  • Author(s): Yumiko Suzuki
  • Journal Title: Mini-Reviews in Organic Chemistry Volume: 印刷中 Issue: 3 Pages: 236-245
  • DOI: 10.2174/1570193x15666171211165344
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Selective Synthesis of 1,4,5-Trisubstituted Imidazoles from alpha-Imino Ketones Prepared by N-Heterocyclic Carbene-Catalyzed Aroylation (2018)
  • Author(s): Ryo Takashima, Maki Shinozaki, Kaoru Tsunekawa, Yumiko Suzuki
  • Journal Title: Tetrahedron Volume: 74 Issue: 18 Pages: 2261-2267
  • DOI: 10.1016/j.tet.2018.03.048
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Synthesis of 4-acylcoumarins by NHC-catalyzed nucleophilic substitution (2018)
  • Author(s): Suzuki Yumiko、Ando Asuka、Nakagawa Mizuki
  • Journal Title: Tetrahedron Letters Volume: 59 Issue: 48 Pages: 4276-4278
  • DOI: 10.1016/j.tetlet.2018.10.044
  • Peer Reviewed
• [Presentation] アザクラウンエーテル結合型キナゾリンの合成とその蛍光特性評価 (2021)
  • Author(s): 鈴木由美子
  • Organizer: 日本化学会第101春季年会
• [Presentation] N,N’-Dipyridin-2-yl Aminals for the NHC-Catalyzed Synthesis of α-Amino Ketones (2021)
  • Author(s): 鈴木由美子
  • Organizer: 日本化学会第101春季年会
• [Presentation] キサントン天然物Termicalcicolanone Bの合成研究 (2021)
  • Author(s): 鈴木由美子
  • Organizer: 日本化学会第101春季年会
• [Presentation] 抗がん活性キナゾリン誘導体PVHD303の改良合成とその絶対立体配置決定 (2021)
  • Author(s): 鈴木由美子
  • Organizer: 日本化学会第101春季年会
• [Presentation] キサントン天然物 Termicalcicolanone B の合成研究 (2020)
  • Author(s): 鈴木由美子
  • Organizer: 第10回CSJ化学フェスタ2020
• [Presentation] 抗がん活性キナゾリン誘導体PVHD303の改良合成 (2020)
  • Author(s): 鈴木由美子
  • Organizer: 第10回CSJ化学フェスタ2020
• [Presentation] NHC触媒によるアルデヒドとアシラールの交差ベンゾイン反応 (2020)
  • Author(s): 鈴木由美子
  • Organizer: 日本化学会第100春季年会
• [Presentation] N-Heterocyclic Carbene-Catalyzed Synthesis of α-Amino Ketones from in Situ-Produced Imines Derived from Aminals (2020)
  • Author(s): 鈴木由美子
  • Organizer: 日本化学会第100春季年会
• [Presentation] (Di-(2-picolyl)amino)quinazolines as Fluorescent Probes for ATP (2019)
  • Author(s): 鈴木由美子
  • Organizer: 27th International Society of Heterocyclic Chemistry Congress
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Synthesis and Structure-Activity Relationship Study of 1-(4-Methoxyphenyl)-1-(quinazolin- 4-yl)ethanols as Anticancer Agent (2019)
  • Author(s): 鈴木由美子
  • Organizer: 27th International Society of Heterocyclic Chemistry Congress
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] アルデヒドとアシラールを用いる交差ベンゾイン反応 (2019)
  • Author(s): 鈴木由美子
  • Organizer: 第36回有機合成化学セミナー
• [Presentation] アルデヒドとアシラールを用いる交差ベンゾイン反応の開発 (2019)
  • Author(s): 鈴木由美子
  • Organizer: 第9回CSJ化学フェスタ2019
• [Presentation] 抗がん活性キナゾリン誘導体PVHD303の発見とin vivo 活性評価 (2019)
  • Author(s): 鈴木由美子
  • Organizer: 第37回メディシナルケミストリーシンポジウム
• [Presentation] チューブリン結合性キナゾリン化合物の細胞周期M期阻害活性の解析 (2019)
  • Author(s): 鈴木由美子
  • Organizer: 日本薬学会第139年会
• [Presentation] 2-(ジピコリルアミノ)キナゾリン蛍光プローブの合成とATP 認識プローブとしての応用 (2019)
  • Author(s): 鈴木由美子
  • Organizer: 日本薬学会第139年会
• [Presentation] がん細胞増殖阻害活性を示す化合物PVHD121 の構造活性相関研究 (2019)
  • Author(s): 鈴木由美子
  • Organizer: 日本薬学会第139年会
• [Presentation] ヘテロ環化学～有機触媒からケミカルバイオロジーへ～ (2018)
  • Author(s): 鈴木由美子
  • Organizer: 東北大学薬学部第1回女性研究者シンポジウム
  • Invited
• [Presentation] キナゾリン誘導体PVHD121によるM期進行阻害 (2018)
  • Author(s): 鈴木由美子
  • Organizer: 日本ケミカルバイオロジー学会第13回年会
• [Presentation] 2-ジピコリルアミノキナゾリン類の合成と蛍光特性 (2018)
  • Author(s): 鈴木由美子
  • Organizer: 第8回CSJ化学フェスタ2018
• [Remarks] 上智大学理工学部物質生命理工学科 鈴木由美子研究室
  • URL: http://www.mls.sophia.ac.jp/~yumiko_suzuki/
• [Remarks] 上智大学教育研究情報データベース
  • URL: https://rscdb.cc.sophia.ac.jp/Profiles/73/0007241/profile.html
• [Patent(Industrial Property Rights)] 化合物、造影剤、及び化合物の製造方法 (2020)
  • Inventor(s): 松本伸行、鈴木由美子
  • Industrial Property Rights Holder: 松本伸行、鈴木由美子
  • Industrial Property Rights Type: 特許
  • Industrial Property Number: 2020-071252
  • Filing Date: 2020