新規天然蛍光イメージリング剤の創出と生細胞内動的解析
| Project/Area Number |
20K05736
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 37020:Chemistry and chemical methodology of biomolecules-related
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| Research Institution | Nihon University |
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Principal Investigator |
大崎 愛弓 日本大学, 文理学部, 教授 (50161360)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
福山 愛保 徳島文理大学, 薬学部, 客員教授 (70208990)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2023: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
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| Keywords | 植物成分 / 蛍光化合物 / 蛍光特性 / 細胞導入 / 蛍光イメージリング / 天然蛍光分子 / 植物 |
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| Outline of Research at the Start |
臨床医学，診断薬，分子生物学，ケミカルバイオロジーなどの領域において，疾患の特定部位や細胞中の特定部位の可視化を目的として，種々の蛍光剤が，用いられている。蛍光剤は，DNAヘのインターカレート剤や，タンパク，RNAなどの末端に予め導入，標識化し，作用機構の解明のために蛍光プローブとして用いられている。しかしながら，蛍光剤の母核となる骨格構造は限られている。本研究では，天然由来物質を基盤として，種々の新規天然蛍光化合物を見出し（独自の蛍光天然化合物ライブラリの構築），それらより生細胞に対して応用可能な新たな機能を持つ蛍光イメージリング剤を見出すことを目的とする。
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| Outline of Annual Research Achievements |
熱帯産薬用植物Quassia amaraに含まれる蛍光化合物カルボリン類縁体について，化合物の単離と構造解析を行った。カルボリン類縁体7種についての蛍光特性について調べたところ，水中において，環内の置換基数の減少につれ蛍光強度が増大した。
また，最も蛍光強度の強かったエチルカルボリンについては，水―エタノールの混合溶液中でのエタノール含量が増加するにつれ，蛍光強度が上昇し，明らかなAIEE（Aggrigation-induced emission enhancement）が認められた。天然由来化合物でのAIEE効果の報告は非常に少なく，本研究は新たな植物由来天然蛍光化合物の工業への応用を指向するものであると考えられる。
一方，Amarastelline類縁合成物質を用いた細胞導入実験において，細胞核へなぜ入らないのかの検証実験では，核と細胞質を分離したのち，核単体へのAmarastelline Aの導入を試みたが，やはり核内には導入できなかった。一方，カンチンユニットをいくつか変えて合成したうちのオクチル基とした類縁合成物質においては，細胞核内部の核小体への輝度の集積が認められた。Amarastelline Aには核内へ全く導入できないなんらかの要因があるものと考えられた。おそらくは細胞質中の可溶性のたんぱく質（多少は構造体にも残存している）との相互作用があり，捕捉されてしまう可能性が考えられた。今後は，たんぱく質が何であるのかを同定したい。
一方，柑橘類果皮に含有される蛍光成分について検討をおこない，３-ヒドロキシフラボノール類に対して，ESIPTに基づく，黄色蛍光が認められた。pHを変化させることにより，それらの蛍光特性について検討をおこなった。その他，多環式のアルカロイドにおける蛍光物質のライブラリ作成のため，呉茱萸由来の蛍光アルカロイドについて単離同定をおこなった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初より予定していた，Amarastelline Aは何故細胞膜を通過しないのかという問いに対して，核と細胞質を分離し，蛍光導入実験を行い，その結果，やはり通過しないことを検証することが出来たことによる。一方，カルボリン類縁体を多く分離し，それらのAIEE効果について検討を行った。その結果，天然物としては，類例をみない有効な結果を得ることが出来たことによる。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は，これまでの進捗についてまとめ，雑誌に投稿を行うこととする。他，柑橘類果皮成分のポリメトキシフラボン類の蛍光については，さらに化合物を蓄積し，蛍光特性について調べることとする。
これまで，何度か単離をおこなったが構造の確定に至らなかったフサザクラ由来の蛍光化合物について，X線にて構造を確定できるようにする。他，N含有の多環化合物についての化合物群については，シリーズを増やし，蛍光化合物の蓄積を続行することとする。
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Report
(3 results)
Research Products
(42 results)
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[Journal Article] A Concise Total Synthesis of Dehydroantofine and Its Antimalarial Activity against Chloroquine‐Resistant Plasmodium falciparum2021
Author(s)
Yamasaki Naoto, Iwasaki Ikumi, Sakumi Kazu, Hokari Rei, Ishiyama Aki, Iwatsuki Masato, Nakahara Masataka, Higashibayashi Shuhei, Sugai Takeshi, Imagawa Hiroshi, Kubo Miwa, Fukuyama Yoshiyasu, Miura Satoshi, Yamamoto Hirofumi
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Journal Title
Chemistry - A European Journal
Volume: 27
Issue: 17
Pages: 5555-5563
DOI
Related Report
Peer Reviewed
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[Journal Article] Metabolite Profiling of Javanese Ginger Zingiber purpureum and Identification of Antiseizure Metabolites via a Low-Cost Open-Source Zebrafish Bioassay-Guided Isolation2020
Author(s)
Brillatz, Theo; Kubo, Miwa; Takahashi, Shimon; Jozukuri, Natsumi; Takechi, Kenshi; Queiroz, Emerson Ferreira; Marcourt, Laurence; Allard, Pierre-Marie; Fish, Richard; Harada, Kenichi; Ishizawa, Keisuke; Crawford, Alexander D.; Fukuyama, Yoshiyasu; Wolfender, Jean-Luc
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Journal Title
Journal of Agricultural and Food Chemistry
Volume: 68
Issue: 20
Pages: 7904-7915
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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