2018 Fiscal Year Annual Research Report
Development of highly sensitive fluorescent probes with chain amplification of hydrogen sulfide signaling
| Project/Area Number |
15K07894
|
|---|
| Research Institution | Kobe Pharmaceutical University |
|---|
Principal Investigator |
奥田 健介 神戸薬科大学, 薬学部, 教授 (00311796)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
永澤 秀子 岐阜薬科大学, 薬学部, 教授 (90207994)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2019-03-31
|
| Keywords | イメージング / 蛍光 / シグナル伝達 / 分析科学 / 高感度化 / 硫化水素 / 薬学 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
硫化水素(H2S)が新たなガス状の生理活性物質として近年注目を集め、様々な生理機能が明らかとなっている。さらに生細胞内のH2Sを可視化する蛍光プローブも開発されてはいるが、生理的条件下での詳細な議論のためにはその検出感度の向上が望まれる。
そこで本研究では、細胞内で発生したH2Sをトリガーとして自らH2Sを放出すると同時に蛍光分子を放出し、連鎖的にH2Sと蛍光を増幅して高感度に検出できるユニークなH2S増幅型センサー分子を創出することを着想し、研究を行ってきた。
平成２９年度までに、芳香族アジドのH2S特異的な還元反応を引き金として1,6-脱離反応が進行して蛍光性化合物を放出することが期待されるH2S蛍光プローブをプロトタイプの第１世代蛍光プローブとして合成した。しかしその反応性を検討したところ、水中でのH2Sによる蛍光応答が遅いことが明らかとなった。この遅い蛍光応答はアジドのH2Sによる還元反応自体ではなく、引き続く1,6-脱離反応が遅いためであることが、我々による置換基効果の検討結果ならびに関連する研究の結果より判明した。そこでH2Sの増幅には1,6-脱離より速度的に有利な1,4-脱離反応を活用し、他のガス状生理活性物質とのクロストークを明らかにできるようなマルチカラーイメージングへの展開を見据え、生体イメージングに有利な近赤外領域の波長も含む様々な励起・蛍光波長を有する各種化合物の設計・合成を行った結果、クマリンを母核とするH2S代償型センサー分子の創製に至った。さらに、最終年度である平成３０年度においては多様な酸化還元電位を有するローダミン骨格にもとづくアジド型プローブ群を合成し、それらのH2S反応性に関して各種条件検討を行ってその蛍光応答特性を明らかにした。
今後、生理的な細胞応答におけるH2S変動をこれら開発したプローブによりイメージング可能か否かを検証する。
|
