2023 Fiscal Year Annual Research Report
血管新生因子をターゲットとした癌細胞特異的蛍光プローブの開発
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21K05315
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| Research Institution | Shibaura Institute of Technology |
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Principal Investigator |
幡野 明彦 芝浦工業大学, 工学部, 教授 (10333163)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
福井 浩二 芝浦工業大学, システム理工学部, 教授 (80399807)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 血管新生因子 / チミジンホスホリラーゼ / 核酸代謝酵素 / 蛍光 / ベンゾイミダゾール / ヌクレオシド |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，血管新生因子であるチミジンホスホリラーゼ（TP）の酵素活性に応じて蛍光応答する分子の開発を行った。
チミジンホスホリラーゼの基質特異性の調査を行い，プリン塩基の類似体であるベンゾイミダゾールがヌクレオシドの塩基部位に導入できる事を明らかにした（デオキシ体:96%，リボ体:23%）。2-メチルベンゾイミダゾール，2,3-ジメチルベンゾイミダゾール，2,3-ジクロロベンゾイミダゾールともに，デオキシ体99%，リボ体99%の反応転換率を示し，非天然ヌクレオシドが得られることがわかった。2-カルボキシベンゾイミダゾールは，反応速度は速いものの，転換率は低い事が分かった（デオキシ体：69％，リボ体5.5%）。チミジンホスホリラーゼとベンゾイミダゾールの構造活性を調査したところ，五員環イミダゾール部位が重要である事が分かった。
そこで，イミダゾール骨格を有し，蛍光色素になる化合物の合成を有機化学的に行った。1,2-ナフトイミダゾール（ex=240nm，em=344nm），ピレノイミダゾール（ex=341nm，em=400nm），イミダゾフェナジン（ex=380nm，em=530nm），ペリミジンを合成した。これらのベンゾイミダゾール類似体をチミジンホスホリラーゼにてヌクレオシドの塩基部位に導入する事を試みた。蛍光性ベンゾイミダゾール類5mM，リボースドナーとしてチミジンもしくはウリジンを40mM，チミジンホスホリラーゼ5units/mLを1mMリン酸緩衝液（10から30 % DMSO）に入れて40℃に保ち反応を行った。1,2-ナフトイミダゾールはヌクレオシドの塩基部位に導入する事ができ，デオキシ体で99%，リボ体で68％になり，イミダゾフェナジンではデオキシ体で31%，リボ体で9.1％の転換率であった。ピレノイミダゾールとペリミジンは反応が進行しない事が分かった。
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