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革新的蛍光ラベル化法に基づくタンパク質の高感度イメージングとその創薬研究への応用

研究課題

研究課題/領域番号 12J01172
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 生体関連化学
研究機関東京大学

研究代表者

平林 和久  東京大学, 大学院薬学系研究科, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2012 – 2013
研究課題ステータス 完了 (2013年度)
配分額 *注記
1,800千円 (直接経費: 1,800千円)
2013年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2012年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
キーワード蛍光プローブ / pHプローブ / Ca^<2+>プローブ
研究概要

昨年度は2-COOH TMの詳細な化学平衡式を推定することに成功した。またハロゲン原子の導入により、赤色蛍光プローブの母核として優れた性質を有すると考えられる2-COOH TM誘導体の開発に成功した。赤色蛍光プローブの充実は、他の生理活性物質に対する緑色蛍光プローブと併用したマルチカラーイメージングによって、複数の分子の挙動を同時に解析することが可能となるため、その開発には大きな意義がある
本年度はさらに別の修飾部位への置換基の導入と化学平衡式との相関を調べた。その結果、pH変動に対する吸光度変化の鋭さが、置換基のハメット定数に応じて変化することを見出した。本知見によって、本色素を用いた赤色蛍光プローブを開発する際に、「生理的pH付近でのpHに依存した蛍光変化を小さくすること」、逆に、「小さなpH変化を大きな蛍光変化として捉えること」が可能となる。
次に、得られた知見に基づいて、2-COOH TM誘導体を母核とした新規赤色蛍光Ca^<2+>プローブの開発を行った。Ca^<2+>は細胞内で重要なセカンドメッセンジャーとして様々な生命現象に関与している。そのため、緑色蛍光Ca^<2+>プローブを用いたCa^<2+>イメージングが汎用されている。しかしながら、有用な赤色蛍光Ca^<2+>プローブは依然として開発されていない。実際に2-COOH TM誘導体を母核として開発した赤色蛍光Ca^<2+>プローブはCa^<2+>添加時に約8倍の蛍光上昇を示した。さらに、本プローブをHela細胞に応用したところ、その細胞内局在は細胞質と核であり、現在汎用されている緑色蛍光Ca^<2+>プローブと同様であった。また、ヒスタミン刺激時のCa^<2+>濃度変動を蛍光強度変化として捉えることに成功した。開発した蛍光プローブは今後赤色蛍光Ca^<2+>プローブとしてマルチカラーイメージングに利用されることが期待される。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

研究実地計画に挙げた内容のうち、赤色蛍光Ca^<2+>プローブの開発は期待以上の進展をした一方、ペプチドタグ検出蛍光プローブの開発が遅れているため。

今後の研究の推進方策

2-COOH TMの性質、誘導体化と化学平衡式との相関が明らかになったため、これら知見を利用してペプチドタグ検出蛍光プローブの開発を行う。

報告書

(2件)
  • 2013 実績報告書
  • 2012 実績報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2014 2013 2012

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (11件) 産業財産権 (2件) (うち外国 1件)

  • [雑誌論文] Red Fluorescence Probe for Monitoring Dynamics of Cytoplasmic Calcium Ion2013

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Egawa, Kazuhisa Hirabayashi, Yuichiro Koide, Chiaki Kobayashi, Naoya Takahashi, Tomoko Mineno, Takuya Terai, Tasuku Ueno, Toru Komatsu, Yuji Ikegaya, Norio Matsuki, Tetsuo Nagano, and Kenjiro Hanaoka
    • 雑誌名

      Angewandte Chemie International Edition

      巻: 52 号: 14 ページ: 3874-3877

    • DOI

      10.1002/anie.201210279

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Si置換フルオレセインの化学平衡の解析とプローブ開発への応用2014

    • 著者名/発表者名
      平林和久、花岡健二郎、高柳俊夫、長野哲雄、浦野泰照
    • 学会等名
      日本薬学会第134年会
    • 発表場所
      熊本市総合体育館(熊本県)
    • 年月日
      2014-03-29
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] ケイ素置換フルオレセインによる赤色蛍光プローブの開発2013

    • 著者名/発表者名
      平林和久、土岐裕子、高柳俊夫、長野哲雄、花岡健二郎
    • 学会等名
      第7回バイオ関連化学シンポジウム
    • 発表場所
      名古屋大学東山キャンパス豊田講堂・野依学術交流館(愛知県)
    • 年月日
      2013-09-28
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] ケイ素置換フルオレセインの化学平衡に基づく赤色蛍光プローブの開発2013

    • 著者名/発表者名
      平林和久、土岐裕子、高柳俊夫、長野哲雄、花岡健二郎
    • 学会等名
      第1回バイオ関連化学シンポジウム若手フォーラム
    • 発表場所
      名古屋大学野依記念物質科学研究館(愛知県)
    • 年月日
      2013-09-26
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] ケイ素置換フルオレセインの化学平衡式に基づく赤色蛍光プローブの精密設計2013

    • 著者名/発表者名
      平林和久、土岐裕子、高柳俊夫、長野哲雄、花岡健二郎
    • 学会等名
      日本分析化学会第62年会
    • 発表場所
      近畿大学(大阪府)
    • 年月日
      2013-09-11
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] ケイ素置換フルオレセインの化学平衡式に基づく赤色蛍光プローブの精密設計2013

    • 著者名/発表者名
      平林和久、土岐裕子、高柳俊夫、長野哲雄、花岡健二郎
    • 学会等名
      第11回次世代を担う若手のためのフィジカル・ファーマフォーラム
    • 発表場所
      清水テルサ・三保園ホテル(静岡県)
    • 年月日
      2013-08-29
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] ケイ素置換フルオレセインによる赤色蛍光プローブの創製2013

    • 著者名/発表者名
      平林和久、土岐裕子、高柳俊夫、長野哲雄、花岡健二郎
    • 学会等名
      生体機能関連化学部会若手の会・第25回サマースクール
    • 発表場所
      八王子セミナーハウス(東京都)
    • 年月日
      2013-07-26
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Chemical Equilibrium of Si-substituted Fluorescein and its Application to Red Fluorescent Probes2013

    • 著者名/発表者名
      Kazuhisa Hirabayashi, Yuko Toki, Toshio Takayanagi, Tetsu o Nagano, Kenjiro Hanaoka
    • 学会等名
      The First Asian Conference for "MONODUKURI" Strategy by Synthetic Organic Chemistry
    • 発表場所
      沖縄ホテル/サザンビーチホテル&リゾート沖縄(沖縄県)
    • 年月日
      2013-07-18
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] ケイ素置換フルオレセインの化学平衡式に基づく赤色蛍光プローブの開発2013

    • 著者名/発表者名
      平林和久、土岐裕子、高柳俊夫、長野哲雄、花岡健二郎
    • 学会等名
      日本ケミカルバイオロジー学会第8回年会
    • 発表場所
      東京医科歯科大学(東京都)
    • 年月日
      2013-06-20
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] ケイ素置換フルオレセインの開発と赤色蛍光プローブへの展開2013

    • 著者名/発表者名
      平林和久、土岐裕子、江川尭寛、長野哲雄、花岡健二郎
    • 学会等名
      第8回日本分子イメージング学会学術集会
    • 発表場所
      横浜赤レンガ倉庫1号館(神奈川県)
    • 年月日
      2013-05-31
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] ケイ素置換フルオレセインの開発と赤色蛍光プローブへの展開2013

    • 著者名/発表者名
      平林和久、花岡健二郎、土岐裕子、江川尭寛、長野哲雄
    • 学会等名
      日本薬学会第133年会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜、神奈川県
    • 年月日
      2013-03-28
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Development of an off-on fluorescence probe for selective labeling of proteins based on hexahistidine tag2012

    • 著者名/発表者名
      平林和久、花岡健二郎、下西学、長野哲雄
    • 学会等名
      Program for Young Researcher Symposium in Europe' supported by Graduate School of Pharmaceutical Sciences, U-Tokyo
    • 発表場所
      ケンブリッジ、イギリス
    • 年月日
      2012-06-07
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [産業財産権] 蛍光プローブ2013

    • 発明者名
      長野哲雄、花岡健二郎、平林和久、土岐裕子
    • 権利者名
      東京大学
    • 出願年月日
      2013-02-15
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 外国
  • [産業財産権] 蛍光プローブ2013

    • 発明者名
      長野哲雄、花岡健二郎、平林和久
    • 権利者名
      東京大学
    • 産業財産権番号
      2013-042346
    • 出願年月日
      2013-03-04
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書

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公開日: 2013-04-25   更新日: 2024-03-26  

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