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光で記憶を操作するケミカルプローブの開発

Publicly Offered Research

Project AreaPrinciples of memory dynamism elucidated from a diversity of learning systems
Project/Area Number 26115524
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Biological Sciences
Research InstitutionToho University

Principal Investigator

古田 寿昭  東邦大学, 理学部, 教授 (90231571)

Project Period (FY) 2014-04-01 – 2016-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2015)
Budget Amount *help
¥7,540,000 (Direct Cost: ¥5,800,000、Indirect Cost: ¥1,740,000)
Fiscal Year 2015: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Fiscal Year 2014: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Keywordsケージド化合物 / シグナル伝達 / 阻害剤 / アゴニスト / 化学プローブ / 記憶 / 細胞内シグナル伝達
Outline of Annual Research Achievements

光で記憶を操作可能にする新規ケミカルプローブの開発を目指して以下の成果を得た。狙った細胞種選択的に光活性化できるGal-BhcおよびMCPCM-Bhc-ケージド化合物を開発した。いずれも,光分解性保護基にさらに別の鍵を掛けることで,その光感受性を改変して光活性化できない状態にロックしておく(第一の鍵の設定)。その鍵を,特定の酵素に反応して開くように設計しておけば,その酵素を発現している細胞内だけで光活性化能を獲得し,光照射(第二の鍵)によって機能を発現できるようになる。Gal-Bhc基はベータ -ガラクトシダーゼを,MCPCM-Bhc基は豚肝臓エステラーゼ(PLE)によって第一の鍵が開くように設計してある。
領域内共同研究として,齊藤領域代表のグループと共同研究を行った。非侵襲的にドーパミン作動性神経(DA)の働きを制御するケミカルプローブの作成をめざし,MCPCM体の合成法の最適化を行った。リアノジンレセプターの選択的アゴニストである4-Cmc,DOPA decarboxylaseの阻害剤である3-iodotyrosine,細胞内タンパク質合成を止めるcycloheximideのMCPCM体を合成した。PLEとの反応性,生理的環境を模倣した緩衝溶液中での安定性を明らかにした。さらに,MCPCM体への変換を適用できる官能基として,ヒドロキシ基とカルボキシル基が望ましいこと,アミノ基を変換した化合物はPLEと反応しても母体の化合物に戻らないことを明らかにした。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2015 Annual Research Report
  • 2014 Annual Research Report
  • Research Products

    (15 results)

All 2016 2015 2014

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 1 results) Presentation (13 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 2 results)

  • [Journal Article] A double bond-conjugated dimethylnitrobenzene-type photolabile nitric oxide donor with improved two-photon cross section2015

    • Author(s)
      1.N. Ieda, K. Hishikawa, K. Eto, K. Kitamura, M. Kawaguchi, T. Suzuki, K. Fukuhara, N. Miyata, T. Furuta, J. Nabekura, H. Nakagawa
    • Journal Title

      Bioorg. Med. Chem. Lett.

      Volume: 25 Issue: 16 Pages: 3172-3175

    • DOI

      10.1016/j.bmcl.2015.05.095

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Development of the 8-aza-3-bromo-7-hydroxycoumarin-4-ylmethyl group as a new entry of photolabile protecting groups2014

    • Author(s)
      Takano, H., Narumi, T., Ohashi, N., Suzuki, A., Furuta, T., Nomura, W., Tamamura, H.
    • Journal Title

      Tetrahedron

      Volume: XX Issue: 29 Pages: 4400-4404

    • DOI

      10.1016/j.tet.2014.04.063

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Design and synthesis of new caged cyclic nucleotides which can be photo-activated in the presence of specific enzymes2016

    • Author(s)
      T. Sakano, A. Suzuki, T. Furuta
    • Organizer
      日本化学会 第96春季年会 (2016)
    • Place of Presentation
      同志社大学京田辺キャンパス(京都府・京田辺市)
    • Year and Date
      2016-03-26
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] Design and synthesis of ryanodine receptor agonists with cell type specificity2016

    • Author(s)
      M. Funayama, A. Suzuki, T. Ueno, M. Saitoe, T. Furuta
    • Organizer
      日本化学会 第96春季年会 (2016)
    • Place of Presentation
      同志社大学京田辺キャンパス(京都府・京田辺市)
    • Year and Date
      2016-03-26
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] Design and synthesis of caged 4-aminopyridine in the presence of PLE2016

    • Author(s)
      Y. Iketani, A. Suzuki, T. Furuta
    • Organizer
      日本化学会 第96春季年会 (2016)
    • Place of Presentation
      同志社大学京田辺キャンパス(京都府・京田辺市)
    • Year and Date
      2016-03-26
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] Toward in vivo manipulation of intracellular signaling pathways2015

    • Author(s)
      T. Furuta
    • Organizer
      The International Chemical Congress of Pacific Basin Societies 2015 (Pacifichem 2015
    • Place of Presentation
      Hawaii (USA)
    • Year and Date
      2015-12-19
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Design and synthesis of new caging groups having cell type specificity2015

    • Author(s)
      Y. Iketani, A. Suzuki, T. Furuta,
    • Organizer
      The International Chemical Congress of Pacific Basin Societies 2015 (Pacifichem 2015)
    • Place of Presentation
      Hawaii (USA)
    • Year and Date
      2015-12-19
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Latent caged cAMPs that can be photoactivated in the presence of specific enzymes2015

    • Author(s)
      T. Sakano, A. Suzuki, T. Ueno, M. Saitoe, T. Furuta
    • Organizer
      The International Chemical Congress of Pacific Basin Societies 2015 (Pacifichem 2015)
    • Place of Presentation
      Hawaii (USA)
    • Year and Date
      2015-12-19
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 細胞種選択的に光活性化されるケージドcAMPの開発2015

    • Author(s)
      坂野太一,鈴木商信,古田寿昭
    • Organizer
      第5回CSJ化学フェスタ(2015)
    • Place of Presentation
      タワーホール船堀(東京都・江戸川区)
    • Year and Date
      2015-10-15
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 細胞種選択的に光活性化される新規ケージドジアシルグリセロールの開発2015

    • Author(s)
      池谷柚季,鈴木商信,古田寿昭
    • Organizer
      第5回CSJ化学フェスタ(2015)
    • Place of Presentation
      タワーホール船堀(東京都・江戸川区)
    • Year and Date
      2015-10-14
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 複数タグ結合型ケージドドーパミンの設計と合成2015

    • Author(s)
      筧和之,鈴木商信,古田寿昭
    • Organizer
      日本化学会第95春季年会(2015)
    • Place of Presentation
      日本大学理工学部船橋キャンパス/薬学部(千葉県船橋市)
    • Year and Date
      2015-03-27
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 細胞種選択的に光活性化されるケージドcAMPの設計と合成2015

    • Author(s)
      坂野 太一・鈴木 商信・上野 太郎・齊藤 実・古田 寿昭
    • Organizer
      日本化学会第95春季年会(2015)
    • Place of Presentation
      日本大学理工学部船橋キャンパス/薬学部(千葉県船橋市)
    • Year and Date
      2015-03-27
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Chemical tools to control cellular chemistry2015

    • Author(s)
      Toshiaki Furuta
    • Organizer
      第92回 日本生理学会大会
    • Place of Presentation
      神戸国際会議場(兵庫県神戸市)
    • Year and Date
      2015-03-22
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 多機能型ケージドパクリタキセルの設計と合成2014

    • Author(s)
      相川良祐,鈴木商信,古田寿昭
    • Organizer
      第4回CSJ化学フェスタ
    • Place of Presentation
      タワーホール船堀(東京都江戸川区)
    • Year and Date
      2014-10-16
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 複数タグ結合型ケージド化合物の設計と合成2014

    • Author(s)
      筧和之,鈴木商信,古田寿昭
    • Organizer
      第4回CSJ化学フェスタ
    • Place of Presentation
      タワーホール船堀(東京都江戸川区)
    • Year and Date
      2014-10-14
    • Related Report
      2014 Annual Research Report

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Published: 2014-04-04   Modified: 2018-03-28  

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