2002 Fiscal Year Annual Research Report

蛍光発光原理解明のための有機化学

Research Project

Project/Area Number	12470475
Research Institution	The University of Tokyo
Principal Investigator	長野哲雄東京大学, 大学院・薬学系研究科, 教授 (20111552)
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)
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
Research Abstract	21世紀の生命科学として、"生きている状態"の細胞あるいは生体組織から生体分子を時々刻々の動的変化に対応して捉え、真の生命現象を解析する研究が重要視されている。このためには従来に無い画期的バイオイメージング技術の開発が求められている。本研究は「蛍光発光原理解明のための有機化学」を研究課題としているが、これはバイオイメージングプローブの創製を最終目標としている。昨年度まで蛍光発光の原理としてPhotoinduced Electron Transfer (PET)機構の詳細な解析を行い、それに基づいて、一酸化窒素(NO)、亜鉛イオン、活性酸素さらには一重項酸素のプローブの開発に成功した。今年度は、別の機構であるFluorescence Resonance Energy Transfer (FRET)の詳細な解析を行った。FRETにおける励起エネルギー移動速度定数はFoerster式に規定されるが、これは具体的には(1)ドナーとアクセプターの相対的モーメントの向き(配向因子)、(2)ドナーの蛍光スペクトルとアクセプターの吸収スペクトルの重なりの程度(重なり積分)、(3)ドナーとアクセプターの距離、の三点が重要であることを示している。今回、(2)と(3)に基づいた蛍光特性の変化を精査し、その検討に基づいて、protein tyrosine phosphataseとphosphodiesteraseのプローブ開発に成功した。これらの原理に基づく発光特性の変化は普遍性があり、他の生体分子プローブの創製にも応用できるものであり、本研究は14年度が最終年度であるが、本科学研究費補助金で行われた研究プロジェクトは大成功であったと総括できる。

Research Products
(7 results)

All Other

All Publications (7 results)

[Publications] Ken-ichi Setsukinai: "Development of Novel Fluorescence Probes that Can Reliably Detect Reactive Oxygen Species and Distinguish Specific Species"J. Biol. Chem.. (in press). (2003)
[Publications] Satoko Mayuyama: "A Novel, Cell-Permeable, Fluorescent Probe for Patiometric Imaging of Zinc Ion"J. Am. Chem. Soc.. 124. 10650-10651 (2002)
[Publications] Sayaka Ueno: "Mossy Fiber Zn^<2+> Spillover Modulates Heterosynaptic N-methyl-D-aspartate Receptor Activity in Hippocampel CA3 Circuits"J. Cell Biology. 158. 215-220 (2002)
[Publications] Tomoya Hirano: "Improved Fluorescent Probes for Zinc, ZnAFs, Suitable for Biological Applications"J. Am. Chem. Soc.. 124. 6555-6562 (2002)
[Publications] Shin Mizukami: "A Fluorescent Anion Sensor that Works in Neutral Aqueous Solution for Bioanalytical Application"J. Am. Chem. Soc.. 124. 3920-3925 (2002)
[Publications] Hideo Takakusa: "Design and Synthesis of an Enzyme-Cleavable Sensor Molecule for Phosphodiesterase Activity Based on FRET"J. Am. Chem. Soc.. 124. 1653-1657 (2002)
[Publications] Tetsuo Nagano: "Bioimaging of Nitric Oxide"American Chemical Society. 1653-1657 (2002)

2002 Fiscal Year Annual Research Report

蛍光発光原理解明のための有機化学

Principal Investigator

長野 哲雄 東京大学, 大学院・薬学系研究科, 教授 (20111552)

Research Products

[Publications] Ken-ichi Setsukinai: "Development of Novel Fluorescence Probes that Can Reliably Detect Reactive Oxygen Species and Distinguish Specific Species"J. Biol. Chem.. (in press). (2003)

[Publications] Satoko Mayuyama: "A Novel, Cell-Permeable, Fluorescent Probe for Patiometric Imaging of Zinc Ion"J. Am. Chem. Soc.. 124. 10650-10651 (2002)

[Publications] Sayaka Ueno: "Mossy Fiber Zn^<2+> Spillover Modulates Heterosynaptic N-methyl-D-aspartate Receptor Activity in Hippocampel CA3 Circuits"J. Cell Biology. 158. 215-220 (2002)

[Publications] Tomoya Hirano: "Improved Fluorescent Probes for Zinc, ZnAFs, Suitable for Biological Applications"J. Am. Chem. Soc.. 124. 6555-6562 (2002)

[Publications] Shin Mizukami: "A Fluorescent Anion Sensor that Works in Neutral Aqueous Solution for Bioanalytical Application"J. Am. Chem. Soc.. 124. 3920-3925 (2002)

[Publications] Hideo Takakusa: "Design and Synthesis of an Enzyme-Cleavable Sensor Molecule for Phosphodiesterase Activity Based on FRET"J. Am. Chem. Soc.. 124. 1653-1657 (2002)

[Publications] Tetsuo Nagano: "Bioimaging of Nitric Oxide"American Chemical Society. 1653-1657 (2002)

長野哲雄東京大学, 大学院・薬学系研究科, 教授 (20111552)