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高い水溶性を有するアザクマリニルメチル型光感受性保護基の高度化とその応用研究

研究課題

研究課題/領域番号 15J04754
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 化学系薬学
研究機関東京医科歯科大学

研究代表者

高野 皓  東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2015-04-24 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
2016年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2015年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
キーワード化学プローブ / ケージド化合物 / 光感受性保護基 / 環境応答性蛍光基 / 8-アザクマリン骨格 / アザクマリン / 水溶性 / 光分解反応 / 暗所化安定性
研究実績の概要

これまでに高い水溶性を示す8-アザクマリン型光感受性保護基の開発に成功している。また、所属研究室ではクマリン型光感受性保護基を用いたケージドPKCリガンドを創製しているが、ケージド化していないリガンドと比較してPKCの活性化により多くの時間を要していた。そこで、独自に開発した水溶性の高い8-アザクマリン型光感受性保護基を用いると正確な光制御が可能になると考え、PKCリガンドへの導入を試みた。
これまでに創製したケージド化合物は、PKCδC1bドメインに対するKi値がDAG-lactone より40倍ほど低い値を示すことを明らかにしている。そこで、GFP融合PKCdの細胞内局在変化を共焦点顕微鏡で観察することによってケージド化合物のPKCδ活性化能を検討した。その結果、10秒間の紫外光照射によってPKCδの活性化に由来する細胞膜へのトランスロケーションが観測された。したがって、より精密にPKCδの活性化を制御可能な化学プローブを創出することに成功した。
周りの環境に応じて蛍光特性が変化する環境応答性蛍光基は、解析対象の置かれた環境を光に転換できる分子プローブとして注目を集めている。細胞内は親水性であることを考慮すると親水性環境下で蛍光を発する蛍光基が求められているが、その蛍光基の報告例は乏しいのが現状である。
蛍光発光と光反応は競合失活過程であるため、これまでに申請者が焦点を当ててきた8-アザクマリン骨格は蛍光基としても機能可能であることが推測された。8-aza-7-hydroxycoumarin-4-methyl がエタノール中で高い蛍光量子収率を有することが報告されているがその合成収率は1工程で15%と非常に低く、蛍光特性は未解明であった。そこで、合成法の精査と蛍光特性の評価を行った結果、収率70%まで改善し、溶媒・pH依存的な環境応答性蛍光基であることが示唆された。

現在までの達成度 (段落)

28年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

28年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2017 2016 2015

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 2件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 3件)

  • [雑誌論文] Microwave-Assisted Synthesis of Azacoumarin Fluorophores and the Fluorescence Characterization2017

    • 著者名/発表者名
      Hikaru Takano, Tetsuo Narumi, Wataru Nomura, Hirokazu Tamamura
    • 雑誌名

      J. Org. Chem.

      巻: 82 号: 5 ページ: 2739-2744

    • DOI

      10.1021/acs.joc.6b02656

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Utilization of the Heavy Atom Effect for the Development of a Photosensitive 8-Azacoumarin-Type Photolabile Protecting Group2015

    • 著者名/発表者名
      Hikaru Takano, Tetsuo Narumi, Wataru Nomura, Toshiaki Furuta, and Hirokazu Tamamura
    • 雑誌名

      Organic Letters

      巻: 17 号: 21 ページ: 5372-5375

    • DOI

      10.1021/acs.orglett.5b02720

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Development of a Hydrophilic Caged PKC Ligand with an 8-Azacoumarin Photolabile Protecting Group for the Precise Photocontrol of PKC Activation.2016

    • 著者名/発表者名
      Hikaru Takano, Wataru Nomura, Hirokazu Tamamura
    • 学会等名
      34th European Peptide Symposium / 8th International Peptide Symposium 2016.
    • 発表場所
      Leipzig (Germany)
    • 年月日
      2016-09-04
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 親水性光感受性保護基を用いたケージド PKCリガンドの創製とケミカルバイオロジー的応用2016

    • 著者名/発表者名
      高野皓, 野村渉, 玉村啓和
    • 学会等名
      日本薬学会 第 136年会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜 (神奈川県・横浜市)
    • 年月日
      2016-03-26
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Development of Water Soluble and Highly Photosensitive 8-Azacoumarin-4-ylmethyl-type Photolabile Protecting Groups for Clear Analysis of the Dynamics of Bioactive Molecules2016

    • 著者名/発表者名
      Hikaru Takano, Tetsuo Narumi, Wataru Nomura, Toshiaki Furuta, Hirokazu Tamamura
    • 学会等名
      251st American Chemical Society National Meeting & Exposition
    • 発表場所
      San Diego Convention Center (United states of America)
    • 年月日
      2016-03-13
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 8-azacoumarin型環境応答性蛍光基の開発2016

    • 著者名/発表者名
      高野皓
    • 学会等名
      第14回IBB BioFuture Research Encouragement Prize研究発表会
    • 発表場所
      生体材料工学研究所 (東京都・千代田区)
    • 年月日
      2016-01-29
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] The Amide-Alkene Isosterism-Based Design of a New Chromophore: Development of Water Soluble and Highly Photosensitive 8-Azacoumarin-4-ylmethyl-type Photolabile Protecting Groups2015

    • 著者名/発表者名
      Hikaru Takano, Tetsuo Narumi, Wataru Nomura, Toshiaki Furuta, Hirokazu Tamamura
    • 学会等名
      7th International Peptide Symposium 2015
    • 発表場所
      Biopolis (Singapore)
    • 年月日
      2015-12-09
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] IMPROVEMENT OF PHOTOLYTIC EFFICIENCY OF THE 8-AZACOUMARIN CHROMOPHORE INDUCED BY IODINE FUNCTIONALIZATION2015

    • 著者名/発表者名
      Hikaru Takano, Tetsuo Narumi, Wataru Nomura, Toshiaki Furuta, Hirokazu Tamamura
    • 学会等名
      第52回ペプチド討論会
    • 発表場所
      平塚中央公民館 (神奈川県・平塚市)
    • 年月日
      2015-11-16
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 新規光感受性保護基の開発と親水性ケージドPKCリガンドの創製2015

    • 著者名/発表者名
      高野皓, 鳴海哲夫, 野村渉, 古田寿昭, 玉村啓和
    • 学会等名
      第41回反応と合成の進歩シンポジウム
    • 発表場所
      近畿大学 (大阪府・東大阪市)
    • 年月日
      2015-10-26
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書

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公開日: 2015-11-26   更新日: 2024-03-26  

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