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新規ルシフェリンを構造基盤とする新機軸発光性・蛍光性光機能物質の開発

研究課題

研究課題/領域番号 14580608
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 生物有機科学
研究機関電気通信大学

研究代表者

丹羽 治樹  電気通信大学, 電気通信学部, 教授 (20135297)

研究分担者 平野 誉  電気通信大学, 電気通信学部, 助教授 (20238380)
牧 昌次郎  電気通信大学, 電気通信学部, 助手 (20266349)
研究期間 (年度) 2002 – 2003
研究課題ステータス 完了 (2003年度)
配分額 *注記
3,600千円 (直接経費: 3,600千円)
2003年度: 1,400千円 (直接経費: 1,400千円)
2002年度: 2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
キーワード生物発光 / 発光ゴカイ / ベッコウヒカリウミウシ / 発光キノコ / ホタル / ルシフェリン / ルシフェラーゼ / イミダゾピラジノン / 発光生物 / ヨコスジタマキビモドキ / アミノピラジン / Odontosyllis / 単離
研究概要

富山県魚津市海岸でOdontosyllis属の発光ゴカイを採集し、メタンール抽出物を得た。一方発光ゴカイを10mM炭酸アンモニウムで抽出した。両者を混合すると、発光が観測された。発光スペクトルを測定したところ、天然の発光ゴカイと同様の発光スペクトルが得られたことから、この発光ゴカイの発光系はルシフェリンルシフェラーゼ反応を示し、ルシフェリンはメタノール抽出できることが判明した。予備試験的にルシフェリンの単離を試みた。HPLCでの分離条件を種々検討したところ、発光ゴカイのルシフェリンは水溶性が高く、また酸性解離基を有していることが示唆された。
浜名湖にて発光ウミウシの一種、ベッコウヒカリウミウシを採集した。この発光ウミウシは刺激により、約510nm付近に発光極大を持つ発光性粘液の放出が観察された。予備試験的にルシフェリン/ルシフェラーゼ反応を検討した。すなわちこの発光ウミウシを熱水抽出したものと、刺激により放出した発光粘液含む海水を、発光がおさまった後、混合したところ、発光が確認された。このことからベッコウヒカリウミウシの発光系はルシフェリンルシフェラーゼ反応を示すことが示唆された。また凍結保存したサンプルにも発光活性があることが確認された。
八丈島で採取した発光キノコ、ヤコウタケの実験室栽培にも成功し、研究試料の確保に目処がついた。そこで発光キノコの発光している子実体から、510nm付近に蛍光性を示す物質の単離を試みたところ、リボフラビン様蛍光物質とルミクロームの存在が確認できた。今後は発光活性を示す物質の単離を進める。
ホタル発光系とGreen Fluorescenct ProteinからなるBioluminescent Resonance Energy Transfer(BRET)システムの構築研究の一環として、青く光るホタルルシフェリンアナログの開発を試みた。その結果、天然ホタルルシフェリンより、約40nm短波長側に発光極大を有するアナログの合成に成功した。
またイミダゾピラジノンを基本骨格に有する新規発光性分子の創成に成功した。

報告書

(3件)
  • 2003 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2002 実績報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて 2005 2004 2003 2002 その他

すべて 雑誌論文 (14件) 図書 (1件) 産業財産権 (2件) 文献書誌 (3件)

  • [雑誌論文] Bioluminescence Activity of Latia Luciferin Analogues : Replacement of the 2,6,6-Trimethylcyclohexene Ring into the Methyl-substituted Phenyl Groups2005

    • 著者名/発表者名
      Mitsuhiro Nakamura
    • 雑誌名

      Tetrahedron Letters Vol. 46

      ページ: 53-56

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Metal-ion Complexation of Imidazo[1,2-a]pyrazin-3(7H)-ones : Continous Change in Absorption Spectra of Complexs Depending on the Lewis Acidity of the Metal Ion2004

    • 著者名/発表者名
      Takashi Sekiguchi ら
    • 雑誌名

      Chemistry Letters Vol. 33

      ページ: 1484-1485

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Regioselective phenyl-substitution effects on the solvatochromism of 2-phenylimidazo[1,2-a]pyrazin-3(7H)-one derivatives : Expansion of the color variation range of a visible-indicator for the proton donor ability of solvents2004

    • 著者名/発表者名
      Shunsuke Fujio ら
    • 雑誌名

      Tetrahedron Letters Vol. 45

      ページ: 8531-8534

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Substituent Effects on the Solvatochromism of 2-Phenylimidazopyrazinones : Effective Control of the Color Variation Range and Sensitivity toward an Indication of the Proton-Donor Ability of Solvents by an Electron-withdrawing Group Substitutionsolvents2004

    • 著者名/発表者名
      Yoshiharu Takamuki ら
    • 雑誌名

      Chemistry Letters Vol. 33

      ページ: 1484-1485

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Synthesis of Latia Luciferin Benzoate Analogues and those Bioluminescent Activity2004

    • 著者名/発表者名
      Mitsuhiro Nakamura
    • 雑誌名

      Tetrahedron Letters Vol. 45

      ページ: 2203-2205

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Metal-ion Complexation of Imidazo[1,2-a]pyrazin-3(7H)-ones : Continous Change in Absorption Spectra of Complexs Depending on the Lewis Acidity ofthe Metal Ion.2004

    • 著者名/発表者名
      Takashi Sekiguchi, Shojiro Maki, Haruki Niwa, Hiroshi Ikeda, Takashi Hirano.
    • 雑誌名

      Tetrahedron Letters 45,No.5

      ページ: 1065-1069

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Synthesis of Latia Luciferin Benzoate Analogues and those Bioluminescent Activity.2004

    • 著者名/発表者名
      Mitsuhiro Nakamura, Mizuki Masaki, Shojiro Maki, Ryo Matsui, Minako Hieda, Masashi Mamino, Takashi Hirano, Yoshihiro Ohmiya, Haruki Niwa
    • 雑誌名

      Tetrahedron Letters 45,No.10

      ページ: 2203-2205

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Regioselective phenyl-substitution effects on the solvatochromism of 2-phenylimidazo[1,2-a]pyrazin-3(7H)-one derivatives : Expansion on the color variation range of a visible-indicator for the proton donor ability of solvents.2004

    • 著者名/発表者名
      Shunsuke Fujio, Daisuke Hashizume, Yoshiharu Takamuki, Masanori Yasui, Fujiko Iwasaki, Shojiro Maki, Haruki Niwa, Hiroshi Ikeda, Takashi Hirano
    • 雑誌名

      Terahedron Lett. 45,No.46

      ページ: 8531-8534

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Substituent Effects on the Solvatochromism of 2-Phenylimidazopyrazinones : Effective Control of the Color Variation Range and Sensitivity toward an Indication of the Proton-Donor Ability of Solvents by an Electron-with drawing Group Substitution.2004

    • 著者名/発表者名
      Yshiharu Takamuki, Shojiro Maki, Haruki Niwa, Hiroshi Ikeda, Takashi Hirano.
    • 雑誌名

      Chemistry Lett. 33,No.11

      ページ: 1484-1485

    • NAID

      10013772077

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Fundamental Studies on The Structure and Spectroscopic Properties of 3,7-Dihydroimidazo[1,2-a]pyrazin-3-one Derivatives2003

    • 著者名/発表者名
      Shunichiro Nakai ら
    • 雑誌名

      Bull.Chem.Soc.Jpn., Vol. 76

      ページ: 2361-2387

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Fundamental Studies on The Structure and Spectroscopic Properties of 3,7-Dihydroimidazo[1,2-a]pyrazin-3-one Derivatives.2003

    • 著者名/発表者名
      Shunnichiro Nakai, Masanori Yasui, Masaki Nakazato, Fujiko Iwasaki, Shojiro Maki, Haruki Niwa, Mamoru Ohashi, Takashi Hirano.
    • 雑誌名

      Bull.Chem.Soc.Jpn. 76,No.12

      ページ: 2361-2387

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Viscosity Dependent Fluorescence Decay of the GFP Chromophore in Solution Due to Fast Internal Conversion..2002

    • 著者名/発表者名
      A.D.Kummer ら
    • 雑誌名

      J.Physical Chem.B Vol. 50

      ページ: 52-57

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 生物発光のメカニズムとその応用2002

    • 著者名/発表者名
      丹羽治樹
    • 雑誌名

      現代化学 No.379

      ページ: 28-36

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Viscosity Dependent Fluorescence Decay of the GFP Chromophore in Solution Due to Fast Internal Conversion.2002

    • 著者名/発表者名
      Andreas D.Kummer, Christian Kompa, Haruki Niwa, Takashi Hirano, Satoshi Kojima, Maria Elisabeth Michel-Beyerle.
    • 雑誌名

      J.Physical Chem.B 106,No.30

      ページ: 7554-7559

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [図書] ライフサイエンス化学2003

    • 著者名/発表者名
      新井孝夫 ら
    • 総ページ数
      304
    • 出版者
      東京化学同人
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [産業財産権] 複素環化合物及び発光甲虫ルシフェラーゼ発光系用発光物質2005

    • 発明者名
      丹波 治樹, 牧 昌次郎, 平野 誉
    • 権利者名
      電通大
    • 産業財産権番号
      2005-031574
    • 出願年月日
      2005-02-08
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [産業財産権] 天然型L-システインまたはその誘導体を用いたホタル発光基質の生合成システム及び本システムを含んだ発光基質溶液2004

    • 発明者名
      近江谷 克裕, 丹波 一樹, 丹波 治樹, 中村 光裕, 龍福 正行
    • 権利者名
      産総研, 電通大, 東洋ビーネット
    • 産業財産権番号
      2004-379971
    • 出願年月日
      2004-12-28
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Itoh: "Reduction in Desorption Mass Spectrometry : Multiple Protonation on Flavins without Charge Increment"J. Mass Spectrom. Jpn.. 50,No.2. 52-57 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] A.D.Kummer: "Viscosity Dependent Fluorescence Decay of the GFP Chromophore in Solution Due to Fast Internal Conversion"J. Physical Chem. B. 106,No.30. 7554-7559 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 丹波治樹: "生物発光のメカニズムとその応用"現代化学. No.379. 28-36 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書

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公開日: 2002-04-01   更新日: 2016-04-21  

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