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生体シグナル可視化センシング

Research Project

Project/Area Number 19021028
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Science and Engineering
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

菊地 和也  Osaka University, 大学院・工学研究科, 教授 (70292951)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 堀 雄一郎  大阪大学, 大学院・工学研究科, 助教 (00444563)
水上 進  大阪大学, 大学院・工学研究科, 助教 (30420433)
Project Period (FY) 2007 – 2008
Project Status Completed (Fiscal Year 2008)
Budget Amount *help
¥5,000,000 (Direct Cost: ¥5,000,000)
Fiscal Year 2008: ¥2,500,000 (Direct Cost: ¥2,500,000)
Fiscal Year 2007: ¥2,500,000 (Direct Cost: ¥2,500,000)
Keywords蛍光プローブ / 可視化 / タンパク質修飾 / イメージング / 金属錯体 / 希土類蛍光プローブ / 長波長励起蛍光増大型プローブ / 時間分解スペクトル
Research Abstract

ポストゲノム時代において、生体内で作用する分子の機能を、生きているその場で解明することが重要な研究課題として挙げられている。本研究では、蛋白質修飾技術と時間分解蛍光プローブの二種類のアプローチにより生体シグナルの可視化に取り組んだ。まず、蛋白質修飾技術として、βラクタマーゼ変異体とβラクタム環構造をもつ化合物を利用した方法を開発した。本手法で用いるβラクタマーゼ変異体は、ペニシリンやアンピシリンと共有結合することが知られている。このため、これらの化合物と蛍光物質をつないだ誘導体をプローブとして、βラクタマーゼ変異体を特異的に蛍光ラベル化することができる。ラベル化反応の結果、細胞破砕液中もしくは細胞膜上で特異的にβラクタマーゼ変異体を蛍光標識することができた。また、プローブのデザインにより、標識に伴い蛍光強度が上昇する蛍光スイッチ型プローブの開発にも成功した。
次に、希土類金属錯体を利用して酵素活性を検出することのできる時間分解蛍光プローブを創製した。希土類金属の蛍光寿命は通常の有機蛍光分子に比べ長く、時間分解することによりノイズの少ないシグナルを得ることができる。本研究では、アンテナ分子を設計することにより、酵素反応により希土類蛍光を上昇させることに成功した。時間分解測定により極めてS/N比の高いスペクトルが得られ、共雑蛍光分子存在下においても明確に酵素活性を検出することができることがわかった。
以上の結果から、蛋白質や酵素の活性をイメージングすることのできる方法を確立したといえる。

Report

(2 results)
  • 2008 Annual Research Report
  • 2007 Annual Research Report
  • Research Products

    (6 results)

All 2008 2007 Other

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 6 results)

  • [Journal Article] Lanthanide-Based Protease Activity Sensors for Time-Resolved Fluorescence Measurements2008

    • Author(s)
      Shin Mizukami
    • Journal Title

      Journal of the American Chemical Society 130

      Pages: 14376-14377

    • Related Report
      2008 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Paramagnetic Relaxation-based 19F MRI Probe to Detect Protease Activity2008

    • Author(s)
      S, Mizukami・R, Takikawa・F, Sugihara・Y, Hori・H, Tochio・M, Walchli・M, Shirakawa &K, Kikuchi
    • Journal Title

      Journal of the American Chemical Society 130

      Pages: 794-795

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Selective Photoinactivation of Protein Function through Environment-sensitive Switching of Singlet Oxygen Generation by Photosensitizer2008

    • Author(s)
      T, Yogo・Y, Urano・A, Mizushima・H, Sunahara・T, Inoue・K, Hirose・M, lino・K, Kikuchi・T, Nagano
    • Journal Title

      Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 105

      Pages: 28-32

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A Ga3+Based Magnetic Resonance Imaging Contrast Agent Sensitive to beta-Galactosidase Activity Utilizing a Receptor-Induced Magnetization Enhancement (RIME) phenomenon2008

    • Author(s)
      K, Hanaoka・K, Kikuchi・T, Terai・T, Komatsu &T, Nagano
    • Journal Title

      Chemistry- A European Journal 14

      Pages: 987-995

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Time-resolved Long-lived Luminescence Imaging Method Employing Luminescent Lanthanide Probes with a New Microscopy System2007

    • Author(s)
      K, Hanaoaka・K, Kikuchi・S, Kobayshi & T, Nagano
    • Journal Title

      Journal of the American Chemical Society 129

      Pages: 13502-13509

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Dual Functional Probe to Detect Protease Activity for Fluorescence Measurement and ^<19>F MRI

    • Author(s)
      Shin Mizukami
    • Journal Title

      Angewandte Chemie International Edition (in press)(印刷中)

    • Related Report
      2008 Annual Research Report
    • Peer Reviewed

URL: 

Published: 2007-04-01   Modified: 2018-03-28  

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