2012 Fiscal Year Annual Research Report
過渡的複合体の解析を可能にするケージド化合物の設計と合成
Publicly Offered Research
| Project Area | Integrative understanding of biological processes mediated by transient macromolecular complexes; New technology for visualizing physiologically metastable states. |
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| Project/Area Number |
24121724
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| Research Institution | Toho University |
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Principal Investigator |
古田 寿昭 東邦大学, 理学部, 教授 (90231571)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2014-03-31
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| Keywords | ケージド化合物 / 光化学 / 蛍光 / パクリタキセル |
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| Outline of Annual Research Achievements |
１．任意のタンパク質をラベル化できる新規ケージドフルオロフォアの合成と光反応性
任意のタンパク質を選択的にラベル化でき、高い効率で2光子励起可能なケージドフルオロフォアの開発を目的として研究を行った。350 nm付近に吸収極大をもち、高い光反応効率で活性化できると期待されるBhc-ケージドフルオロフォア (1) を設計合成した。化合物1はHaloTagタンパク質をラベル化できる部位も持っている。Bhcmoc-caged fluorescein (2) は、338 nmに吸収極大（epsilon = 21,000 M-1cm-1）を持ち、生理的条件を模した緩衝溶液中、350 nm光照射によって定量的にpropargyl fluorescein (3) を生成することを明らかにした。このときの量子収率は0.026で、光反応効率（epsilon X phi）は 500で、2-ニトロベンジル基を持つケージド化合物より10倍程度効率が良いことも判明した。
２．多様な機能を付与可能なケージング試薬の開発
光分解性保護基であるBhcmoc基をパクリタキセル(PTX)に導入した分子を合成し、350 nm光照射でPTXを放出すること、放出したPTXがチューブリンの重合を安定化する事を確認した。この結果を基に光反応性を維持しつつ様々な機能を付与できるケージドPTXを合成した。コンセプトを確認する実験として、単糖であるグルコースを導入して水溶性の向上を図った。その結果，パクリタキセルの600倍以上高い水溶性を持ち，さらに，Bhcmoc-PTXより光反応性も向上した新規ケージドパクリタキセルGlc-Bhcmoc-PTXを開発することに成功した。
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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
研究項目１の「高効率で2光子励起できる新しいケージドフルオロフォアの開発」として，当初の予定通り，任意のタンパク質をラベル化できる新規ケージドフルオロフォアであるBhc-ケージドフルオロフォアを設計合成することができた。
研究項目２の「多様な機能を付与可能なケージング試薬の開発」に関しても，様々な機能を付与できるケージドPTXを合成し，パクリタキセルの600倍以上高い水溶性を持ち，さらに，Bhcmoc-PTXより光反応性も向上した新規ケージドパクリタキセルGlc-Bhcmoc-PTXの合成に応用できることを示した。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成24年度の研究を継続しながら，当初計画を推進する。
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