2000 Fiscal Year Annual Research Report
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12470475
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
長野 哲雄 東京大学, 大学院・薬学系研究科, 教授 (20111552)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
浦野 泰照 東京大学, 大学院・薬学系研究科, 助手 (20292956)
菊地 和也 東京大学, 大学院・薬学系研究科, 助教授 (70292951)
樋口 恒彦 名古屋市立大学, 薬学部, 教授 (50173159)
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| Keywords | 蛍光 / プローブ / FRET / PET / 加水分解酵素 / 一酸化窒素 / 亜鉛イオン / 活性酸素 |
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| Research Abstract |
本研究は、機能性蛍光分子の発光原理の解明を行い、その理論に基づき自在に蛍光分子をデザイン・合成することを目的とする。蛍光理論としては以下の2つの原理に基づき研究する。
(1)PET(Photo-induced Electron Transfer)原理の解明のため、蛍光分子をデザイン・合成し、蛍光理論の理解を掘り下げ新規蛍光分子のデザインに応用する。具体的には分子軌道計算により蛍光分子の分子設計を行い、その結果に基づいて有用な機能性蛍光化合物を合成する。理論的側面、実験的側面共に最適化された蛍光分子については、それらを培養細胞、生体組織に適用し、蛍光分子の評価を行う。本年度はPM3計算を行い、各種フルオレセイン誘導体を合成し、それらの蛍光の有無がPETにより制御されていることを明らかにした。
(2)FRET(蛍光共鳴エネルギー移動、Fluorescence Resonance Energy Transfer)の原理を用いて、酵素反応によって蛍光特性の変化する基質をデザイン・合成する。FRETの小分子への応用を試みた場合、基本的に色素同士の会合により蛍光消光を起こし使用できない。本研究では非会合性色素をデザイン・合成し、広く応用できる蛍光性機能分子の開発を行う。本年度はこのプロジェクトに関しては色素同士の会合を起こさないような分子デザインを行い、それらを合成して蛍光発光を精査した結果、立体的にデザインすることにより、強い蛍光強度を有するものをラショナルに合成できることを明らかにした。
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[Publications] Tomoya Hirano: "Novel Zinc Fluorescent Probes Excitable with Visible Light for Biological Applications"Angewandte Chemie,Int.Ed.. 39. 1052-1054 (2000)
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[Publications] Mitsunori Koresawa: "Development of Time-resolved Fluorometric Detection System Using Diffusion-enhanced Energy Transfer"Analytical Chemistry. 72. 4904-4907 (2000)
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[Publications] Yasutomo Kawanishi,: "Design and Synthesis of Intramolecular Resonance Energy Transfer Probes for Use in Aqueous Solution"Angewandte Chemie,Int.Ed.. 39. 3438-3440. (2000)
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[Publications] Tomoya Hirano: "Highly Zinc-Selective Fluorescent Sensor Molecules Suitable for Biological Applications"J.Am.Chem.Soc.. 122. 12399-12400 (2000)
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[Publications] Noriyuki Suzuki: "First Synthetic NO-heme-thiolate Complex Relevant to Nitric Oxide Synthase and Cytochrome P450nor"J.Am.Chem.Soc.. 122. 12059-12062 (2000)
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[Publications] Ken-ichi Setsukinai: "Fluorescence Switching by 0-dearylation of 7-Aryloxycoumarines.-Development of Novel Fluorescence Probes to Detect Reactive Oxygen Species with High Selectivity-"J.Chem.Soc.,Perkin Transaction 2. 2453-2457 (2000)
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[Publications] Yoshinori Itoh: "Determination and Bioimaging Method for Nitric Oxide in Biological Specimens by Diaminofluorescein Fluorometry"Analytical Biochemistry. 287. 203-209 (2000)
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[Publications] Hideo Takakusa: "Intramolecular Fluorescence Resonance Energy Transfer System with Coumarin Donor Induced in β-Cyclodextrin"Analytical Chemistry. (in press).
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[Publications] Hirotatsu Kojima: "Visualization of Oxygen Concentration-dependent Production of Nitric Oxide in Rat Hippocampal Slices during Aglycemia"J.Neurochem.. (in press).
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[Publications] Takanari Inoue: "Small Molecule-based Laser Inactivation of Inositol 1,4,5-Triphoaphate Receptor"Chemistry and Biology. (in press).
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[Publications] Hirotatsu Kojima: "Bioimaging of Nitric Oxide with Fluorescent Indicators Based on Rhodamine Chromophore"Analytical Chemistry. (in press).
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[Publications] Kumi Tanaka: "Rational Design of Fluorescein-based Fluorescence Probes.-Mechanism-based Design of a Maximum Fluorescence Probe for Singlet Oxygen-"J.Am.Chem.Soc.. (in press).
