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活性酸素シグナル解明のための光制御ピンポイントNO類ドナー

Publicly Offered Research

Project AreaSignaling functions of reactive oxygen species
Project/Area Number 23117715
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Biological Sciences
Research InstitutionNagoya City University

Principal Investigator

中川 秀彦  名古屋市立大学, 薬学研究科(研究院), 准教授 (80281674)

Project Period (FY) 2011-04-01 – 2013-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2012)
Budget Amount *help
¥6,760,000 (Direct Cost: ¥5,200,000、Indirect Cost: ¥1,560,000)
Fiscal Year 2012: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
Fiscal Year 2011: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
Keywordsシグナル伝達 / 有機化学 / 一酸化窒素 / ケージド化合物 / 光化学
Outline of Annual Research Achievements

これまでの研究成果を基に活性酸素シグナルの解明に応用するための光制御NO類ドナーを開発する。具体的には、既に開発済みの二光子作動型NOドナーを培養細胞系に適用し、照射条件・濃度条件を検討して細胞内NO放出能を検証する。また、ミトコンドリア局在性官能基の導入によりミトコンドリア特異性を付与するとともにNO放出の高効率化を目指す。さらに、独自の光誘起反応を基に化合物を分子設計し、生理学的条件で使用可能なONOO-ドナーを開発する。培養細胞へ適用可能な光制御HNOドナー開発も目指す。上記の目標のもと、今年度は下記の結果を得た。
光制御NOドナーについては、これまでに開発した可視光作動型NOドナーFlu-DNB-DBについて、培養細胞系への適用可能性を検討した。Flu-DNB-DBを予め投与した培養細胞にNO蛍光プローブを投与し、可視光(青色)を照射したところ、NO産生を示す蛍光上昇が観察され、Flu-DNB-DBが培養細胞で可視光作動型NOドナーとして機能することが示された。本化合物での知見を基に、可視光作動型ミトコンドリア局在型光制御NOドナーの分子設計を行った。
光制御HNOドナーについては、前年度に合成した多数の自発分解型HNOドナーの誘導体から、効率のよいドナー化合物を選択し、光解除性保護基を導入することで光作動性HNOドナー開発を行った。その結果、解除光照射でドナー化合物が期待通り反応することが確かめられたが、産生されたHNOが、副生成物と反応することが判明し、光解除性保護基の改良が必要であることがわかった。また、前年度までに開発した光作動型HNOドナーについて、暗条件での一定のHNO放出がみられることを考慮しつつ培養細胞系への適用を行ったところ、光照射に依存したHNO由来細胞応答であるCGRP産生上昇を観察することができた。

Research Progress Status

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2012 Annual Research Report
  • 2011 Annual Research Report
  • Research Products

    (16 results)

All 2013 2012 2011 Other

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 6 results) Presentation (8 results) (of which Invited: 1 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] Piloty's acid derivative with improved nitroxyl-releasing characteristics2013

    • Author(s)
      Kazuyuki Aizawa
    • Journal Title

      Bioorg Med Chem Lett.

      Volume: 23 Issue: 8 Pages: 340-2343

    • DOI

      10.1016/j.bmcl.2013.02.062

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Controlled Release of HNO from Chemical Donors for Biological Applications2013

    • Author(s)
      Hidehiko Nakagawa
    • Journal Title

      J. Inorg. Biochem.

      Volume: 118 Pages: 187-190

    • DOI

      10.1016/j.jinorgbio.2012.10.004

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Photoinduced Upregulation of Calcitonin Gene-Related Peptide in A549 Cells through HNO Release from a Hydrophilic Photocontrollable HNO Donor2012

    • Author(s)
      Kazuya Matsuo
    • Journal Title

      Chemical and Pharmaceutical Bulletin

      Volume: 60 Issue: 8 Pages: 1055-1062

    • DOI

      10.1248/cpb.c12-00348

    • NAID

      130001852524

    • ISSN
      0009-2363, 1347-5223
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Photo-controllable Peroxynitrite Generator Based on N-Methyl-N-nitrosoa minophenol for Cellular Application2012

    • Author(s)
      Naoya Ieda, et al
    • Journal Title

      J.Am.Chem.Soc.

      Volume: 134 Issue: 5 Pages: 2563-2568

    • DOI

      10.1021/ja206744z

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Photoinduced nitric oxide release from a nitrobenzene derivative in mitchondria2011

    • Author(s)
      T. Horinouchi, H. Nakagawa, T. Suzuki, K. Fukuhara, N. Miyata
    • Journal Title

      Chem. Eur. J.

      Volume: 17 Issue: 17 Pages: 4809-4813

    • DOI

      10.1002/chem.201001967

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Peroxynitrite generation from a NO-releasing nitrobenzene derivative in response to photoirradiation2011

    • Author(s)
      N. Ieda, H. Nakagawa, T. Horinouchi, T. Peng, D. Yang, H. Tsumoto, T. Suzuki, K. Fukuhara, N. Miyata
    • Journal Title

      Chem. Comm.

      Volume: 47 Issue: 22 Pages: 6449-6451

    • DOI

      10.1039/c1cc11681a

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Development of photocontrollable peroxynitrite generator based on N-methyl-N-nitrosoaminophenol2012

    • Author(s)
      Naoya Ieda
    • Organizer
      SFRRI 2012: 16th Biennial Meeting
    • Place of Presentation
      London
    • Year and Date
      2012-09-06
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Synthesis of piloty's acid derivatives and evaluation of their HNO and NO releasing activities2012

    • Author(s)
      Kazuyuki Aizawa
    • Organizer
      SFRRI 2012: 16th Biennial Meeting
    • Place of Presentation
      London
    • Year and Date
      2012-09-06
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] 生体応用を志向した光制御パーオキシナイトライト供与剤の開発と評価2012

    • Author(s)
      家田直弥
    • Organizer
      第10回次世代を担う有機化学シンポジウム
    • Place of Presentation
      大阪
    • Year and Date
      2012-05-11
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] 活性酸素・NOの投与を光で制御できるケージド化合物2012

    • Author(s)
      中川秀彦
    • Organizer
      学際バイオワークショップ
    • Place of Presentation
      つくば
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Synthesis and Evaluation of A Novel Photo-controllable Peroxynitrite Generator2011

    • Author(s)
      Naoya Ieda, et al
    • Organizer
      AIMECS2011
    • Place of Presentation
      Tokyo
    • Year and Date
      2011-12-01
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] N-nitroso-4-aminophenol構造を有する光応答性パーオキシナイトライト供与化合物の創製2011

    • Author(s)
      家田直弥, 他
    • Organizer
      第64回日本酸化ストレス学会学術集会
    • Place of Presentation
      ルスツ(北海道)
    • Year and Date
      2011-07-02
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] 二光子励起作動型一酸化窒素供与剤からの細胞内一酸化窒素放出2011

    • Author(s)
      菱川和宏, 他
    • Organizer
      第64回日本酸化ストレス学会学術集会
    • Place of Presentation
      ルスツ(北海道)
    • Year and Date
      2011-07-02
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] ミトコンドリア局在するニトロベンゼン誘導体からの光制御一酸化窒素遊離2011

    • Author(s)
      中川秀彦, 他
    • Organizer
      第6回日本ケミカルバイオロジー学会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2011-05-24
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Remarks] 名古屋市立大学大学院薬学研究科・薬学部(薬化学分野)

    • URL

      http://www.nagoya-cu.ac.jp/phar/1046.htm

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Remarks]

    • URL

      http://www.phar.nagoya-cu.ac.jp/research_course/res_course01.html

    • Related Report
      2011 Annual Research Report

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Published: 2011-04-06   Modified: 2018-03-28  

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