Development of fluorescent probes that detect protein phosphorylation/dephosphorylation and their application

• Project/Area Number: 19710185
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Living organism molecular science
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: MIZUKAMI Shin Osaka University, 大学院工学研究科, 助教 (30420433)
• Project Period (FY): 2007 – 2008
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2008)
• Budget Amount: ¥3,720,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥420,000); Fiscal Year 2008: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000); Fiscal Year 2007: ¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
• Keywords: 生体機能関連物質 / 蛍光プローブ / 脱リン酸化 / レシオ測定 / pKa

Research Abstract

分子内水素結合による水酸基のpK_aシフトを利用して、脂肪族リン酸モノエステルの脱リン酸化を検出する新規スイッチ機構を考案し、その原理によるレシオ蛍光プローブを複数合成した。これらの化合物を含む100 mM HEPES buffer (pH 7.4) に、acid phosphatase (ACP)を加え励起スペクトルを測定したところ、励起スペクトル変化が観測された。種々のホスファターゼに対する選択性を調べた結果、全てのプローブが酸性ホスファターゼに対して高い選択性を持つことを明らかにした。

Research Products

• [Journal Article] Development of Rtaiometric Fluorescent Probes for Phosphatases Using pK_a-Switching Mechanism (2009)
  • Author(s): Shin Mizukami, Shuji Watanabe, Kazuya Kikuchi
  • Journal Title: ChemBioChem (in press)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Dual-Function Probe to Detect Protease Activity for Fluorescence Measurement and ^<19>F MRI (2009)
  • Author(s): Shin Mizukami, Rika Takikawa, Fuminori Sugihara, Masahiro Shirakawa, Kazuya Kikuchi
  • Journal Title: Angew. Chem. Int. Ed. 48 Pages: 3641-3643
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Covalent Protein Labeling Based on Noncatalytic β-Lactamase and a Designed FRET Substrate (2009)
  • Author(s): Shin Mizukami, Shuji Watanabe, Yuichiro Hori, Kazuya Kikuchi
  • Journal Title: J. Am. Chem. Soc. 131 Pages: 5016-5017
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Dual Functional Probe to Detect Protease Activity for Fluorescence Measurement and ^<19>F MRI (2009)
  • Author(s): Shin Mizukami
  • Journal Title: Angewandte Chemie International Edition (in Press)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Lanthanide-based Protease Activity Sensors for Time-resolved Fluorescence Measurements (2008)
  • Author(s): Shin Mizukami, Kazuhiro Tonai, Masahiro Kaneko, Kazuya Kikuchi
  • Journal Title: J. Am. Chem. Soc. 130 Pages: 14376-14377
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Paramagnetic Relaxation-Based ^<19>F MRI Probe to Detect Protease Activity (2008)
  • Author(s): Shin Mizukami, Rika Takikawa, Fuminori Sugihara, Yuichiro Hori, Hidehito Tochio, Markus Walchli, Masahiro Shirakawa, Kazuya Kikuchi
  • Journal Title: J. Am. Chem. Soc. 130 Pages: 794-795
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Lanthanide-based Protease Activity Sensors for Time-resolved Fluorescence Measurements (2008)
  • Author(s): Shin Mizukami
  • Journal Title: Journal of the American Chemical Society 130 Pages: 14376-14377
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Paramagnetic Relaxation-Based ^<19>F MRI Probe to Detect Protease Activity (2008)
  • Author(s): Shin Mizukami
  • Journal Title: Journal of the American Chemical Society 130 Pages: 794-795
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Measurement of Cytosolic Free Ca^<2+> in Individual Small Cells Using Fluorescence Microscopy with Dual Excitation Wavelengths (2007)
  • Author(s): 水上進
  • Journal Title: 蛋白質 核酸 酵素 52 Pages: 1760-1761
• [Presentation] 遺伝子発現を検出する^<19>F MRIプローブ (2009)
  • Author(s): 水上進
  • Organizer: 第89回日本化学会春季年会
  • Place of Presentation: 船橋
  • Year and Date: 2009-03-29
• [Presentation] 遺伝子発現を検出する^<19>F MRIプローブ (2009)
  • Author(s): 水上進
  • Organizer: 第89回日本化学会春季年会
  • Place of Presentation: 千葉
  • Year and Date: 2009-03-29
• [Presentation] 遺伝子発現を検出する^<19>F MRIプローブの開発 (2009)
  • Author(s): 水上進
  • Organizer: 日本薬学会第129年会
  • Place of Presentation: 京都
  • Year and Date: 2009-03-27
• [Presentation] 発蛍光型タンパク質ラベル化法の開発 (2009)
  • Author(s): 水上進
  • Organizer: 日本薬学会第129 年会
  • Place of Presentation: 京都
  • Year and Date: 2009-03-27
• [Presentation] 発蛍光型タンパク質ラベル化法の開発 (2009)
  • Author(s): 水上進
  • Organizer: 日本薬学会第129年会
  • Place of Presentation: 京都
  • Year and Date: 2009-03-27
• [Presentation] Sensing of Biological Molecules by Designed Visualization Probe (2009)
  • Author(s): Shin Mizukami
  • Organizer: 第7回ライフサーベイヤシンポジウム
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2009-01-29
• [Presentation] 生体内分子を可視化するナノセンサ分子開発 (2009)
  • Author(s): 水上進
  • Organizer: 第三回ナノバイオテクロロジー(連携施設群成果報告会)
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2009-01-28
• [Presentation] 生体内分子を可視化するナノセンサ分子開発 (2009)
  • Author(s): 水上進
  • Organizer: 第三回ナノバイオテクノロジー連携施策群成果報告会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2009-01-28
• [Presentation] 酵素活性を検出するMRIプローブの開発 (2008)
  • Author(s): 水上進
  • Organizer: 第3回バイオ関連合同シンポジウム
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2008-09-18
• [Presentation] ^<19>F MRI Probe to Detect Enzyme Activity Using Paramagnetic Relaxation Enhancement (2008)
  • Author(s): Shin Mizukami
  • Organizer: World Molecular Imaging Congress 2008
  • Place of Presentation: Nice, France
  • Year and Date: 2008-09-13
• [Presentation] 分子内常磁性効果を利用した酵素活性検出用^<19>F MRIプローブの開発 (2008)
  • Author(s): 水上進
  • Organizer: 第25回希土類討論会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2008-05-29
• [Presentation] プロテアーゼ活性を検出する^<19>F MRI プローブの開発 (2008)
  • Author(s): 水上進
  • Organizer: 第3回日本ケミカルバイオロジー研究会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2008-05-19
• [Presentation] プロテアーゼ活性を検出する^<19>F MRIプローブの開発 (2008)
  • Author(s): 水上進
  • Organizer: 第3回日本ケミカルバイオロジー研究会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2008-05-19
• [Presentation] 生体分子可視化プローブの開発 (2007)
  • Author(s): 水上進
  • Organizer: 第7回界面ナノアーキテクトニクスワークショップ
  • Place of Presentation: つくば
  • Year and Date: 2007-12-13
• [Presentation] 生体分子可視化ローブの開発 (2007)
  • Author(s): 水上進
  • Organizer: 第7回界面ナノアーキテクトニクスワークショップ
  • Place of Presentation: つくば
  • Year and Date: 2007-12-13
• [Presentation] 新規スイッチ機構を用いたphosphataseレシオ蛍光プローブの開発 (2007)
  • Author(s): 渡辺修司, 水上進, 菊地和也
  • Organizer: 第22回生体関連化学シンポジウム
  • Place of Presentation: 仙台
  • Year and Date: 2007-09-29
• [Presentation] 新規スイッチ機構を用いたphosphataseレシオ蛍光プローブの開発 (2007)
  • Author(s): 渡辺修司
  • Organizer: 第22回生体機能関連化学シンポジウム
  • Place of Presentation: 仙台
  • Year and Date: 2007-09-29
• [Presentation] Functional long-time luminescence probes for protease activity detection (2007)
  • Author(s): Shin Mizukami
  • Organizer: Gordon Research Conference - Bioorganic Chemistry
  • Place of Presentation: Andover, NH, USA
  • Year and Date: 2007-06-13
• [Presentation] Functional long-time luminescence probes for protease activity detection (2007)
  • Author(s): Shin Mizukami
  • Organizer: Gordon Research Conference-Bioorganic Chemistry
  • Place of Presentation: Andover, NH, USA
  • Year and Date: 2007-06-13
• [Remarks]
  • URL: http://www-molpro.mls.eng.osaka-u.ad.jp/
• [Remarks]
  • URL: http://www-molpro.mls.eng.osaka-u.ac.jp/
• [Patent(Industrial Property Rights)] 希土類発光プローブ (2008)
  • Inventor(s): 水上進, 他
  • Industrial Property Rights Holder: 国立大学法人大阪大学, 他
  • Industrial Property Number: 2008-061320
  • Filing Date: 2008-03-11
• [Patent(Industrial Property Rights)] タンパク質ラベル化システム (2008)
  • Inventor(s): 上進他権利者:国立大学法人大阪大学他
  • Industrial Property Rights Holder: 水上進他 権利者:国立大学法人大阪大学,他
  • Industrial Property Number: 2008-273182
  • Filing Date: 2008-10-23
• [Patent(Industrial Property Rights)] タンパク質ラベル化システム (2008)
  • Inventor(s): 水上進, 他
  • Industrial Property Rights Holder: 国立大学法人大阪大学, 他
  • Industrial Property Number: 2008-273182
  • Filing Date: 2008-10-23