2012 Fiscal Year Research-status Report
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24650633
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
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| Research Institution | The University of Electro-Communications |
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Principal Investigator |
牧 昌次郎 電気通信大学, 情報理工学(系)研究科, 助教 (20266349)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
丹羽 治樹 電気通信大学, 情報理工学(系)研究科, 教授 (20135297)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 標識材料 / インビボイメージング / 癌 / 再生医療 / 長波長発光 / 生物発光 / ホタル / 有機合成 |
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| Research Abstract |
1.ホタル生物発光系における、化学構造デザインによる新規波長制御技術の創製を行う。
ホタル生物発光（北米産ホタル発光酵素を用いた場合）の長波長化と化学構造のデザインについては，一定の指標を持っていたが，700nmに近づくとこれらの長波長化の効果が著しく阻害されることがわかっていた（WO2010/106896）．また，これらとは異なったアリル化法で長波長化する方法も見出していた（PCT/JP2012/071207）．そこで，これらの長波長化を複合した場合，どのような効果が得られるかを検討した．水酸基（-OH）をジメチルアミノ基（-NMe2）へ変換（+30nm程度）し，二重結合部位を環構造（+30nm程度）とした．さらに芳香環部位にアリル基を導入（+30~50nm程度）した化合物を合成し，長波長化を試みた．このほか，発光基質の活性化体であるルシフェリルアデニレートのAMP部位を各種別の核酸に変更した化合物も合成したが，顕著な長波長化につながるデータは得られなかった．
2.700nm以上の長波長発光材料の創製をもってこれを検証する。
出発化合物として，アカルミネとして市販している本学で創製した世界最長波長の化合物（675nm）に対し，二重結合部位を環構造（+30nm程度）とした．さらに芳香環部位にアリル基を導入（+30~50nm程度）した化合物を合成し，長波長化を試みた．これらの法則が適応できれば，計算上は750nm程度の発光が得られることになる．（但，北米産ホタル発光酵素を用いた場合）本化合物は，期待される750nmには及ばなかったものの，ついに発光極大で700nmを得るに至った．この成果は日本経済新聞（2013.3.26：科学技術欄）に掲載されている．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
「ホタル生物発光系における、化学構造デザインによる新規波長制御技術の創製」には至っていないが，長波長化技術の組み合わせで「700nm以上の長波長発光材料の創製」
は達成した．これは，ホタル生物発光系を直接利用した人工発光系としては，申請者らの世界最長波長材料を超え，世界最長波長となっている．
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| Strategy for Future Research Activity |
長波長化技術の組み合わせでついに「700nm以上の長波長発光材料の創製」は達成できたが，やはり，新しい長波長化技術は手にしておきたいところである．また長波長材料は水溶性に乏しいことが問題とされている．水溶性を付与し，かつ長波長となるような化合物の構造探索を続けたい．
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
該当なし
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Research Products
(27 results)
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[Journal Article] Development of simple firefly luciferin analogs emitting blue, green, red, and near-infrared biological window light2013
Author(s)
Satoshi Iwano, Rika Obata, Chihiro Miura, Masahiro Kiyama, Kazutoshi Hama, Mitsuhiro Nakamura, Yoshiharu Amano, Satoshi Kojima, Takashi Hirano, Shojiro Maki, Haruki Niwa
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Journal Title
Tetrahedron
Volume: 69
Pages: 3847-3856
Peer Reviewed
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