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神経細胞を標的とした分子プローブの、超分子化学的開発アプローチ

研究課題

研究課題/領域番号 16K05740
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 機能物性化学
研究機関宇都宮大学

研究代表者

大庭 亨  宇都宮大学, 工学部, 教授 (30291793)

研究協力者 中井 淳一  埼玉大学, 脳抹消科学研究センター, 教授
大倉 正道  埼玉大学, 脳抹消科学研究センター, 准教授
若森 実  東北大学, 歯学部, 教授
吉田 卓史  東北大学, 歯学部, 助教
舛谷 匠登  , 大学院生
宮田 航太  , 大学院生
坂口 諒  , 大学院生
見留 隆浩  , 大学院生
岩上 梨乃  , 大学院生
篠塚 涼  , 大学院生
安重 伸太郎  , 大学院生
棚沢 公貴  , 大学院生
成田 愛理  , 大学院生
吉澤 由香  , 大学院生
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2018年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2017年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2016年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワード蛍光プローブ / 膜電位 / 神経細胞 / イメージング / 超分子 / ケミカルバイオロジー / エレクトロクロミズム / 光異性化 / 光誘起電子移動 / 励起エネルギー移動 / 生態関連化学 / 超分子化学 / 膜電位感受性色素
研究成果の概要

精神疾患や認知症の克服に資するため、神経回路研究用の高感度な低分子プローブを開発することを目的とした。種々の新規なキノリルピロール類を合成し,電位応答を測定したところ,このうちの一つが117 mVの膜電位変化に伴って蛍光強度が6.8倍ほど増大させることがわかった。この色素はHEK293細胞やマウスNeuro2A細胞での検討も行った。以上の成果は学協会誌論文および学会等で発表した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究により,新たな高感度膜電位感受性色素を開発する基礎ができたことは,神経回路の解析研究の進展を通して,将来の精神疾患や認知症、神経疾患の克服に資すると期待される。また,合成したキノリルピロール類の蛍光特性の解析により,これらが強いソルバトクロミズムを示すことを明らかにできた。このことは今後,高感度な膜電位感受性色素の分子設計指針の確立に利用していく予定である。さらに本研究は,蛋白質中のヒスチジン残基に選択的に反応するリンカー分子を見出した。この分子は神経細胞標的型プローブの開発だけでなく,様々な生体関連分子の開発に利用できると考えられる。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (37件)

すべて 2019 2018 2017 2016 2015 その他

すべて 雑誌論文 (10件) (うち査読あり 10件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (24件) 備考 (3件)

  • [雑誌論文] Synthesis of green fluorescent protein chromophore analogues for interdisciplinary learning for high school students2019

    • 著者名/発表者名
      Shiho Numanoi, Makiko Hashimoto, Sonoko Hashimoto, Katsunori Kazawa, Ryo Sakaguchi, Kota Miyata, Rino Iwakami, Takahiro Mitome, Shintaro Anju, Ryo Shinotsuka, Toru Oba
    • 雑誌名

      J. Chem. Educ.

      巻: 96 号: 3 ページ: 503-507

    • DOI

      10.1021/acs.jchemed.8b00443

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis of novel boron-containing mimetics of amino acids and peptides2019

    • 著者名/発表者名
      T. Oba, A. Narita, Y. Yoshizawa, K. Miyata, R. Iwakami, A. Otani, S. Tamesue, and S. Ito
    • 雑誌名

      Peptide Science 2018

      ページ: 86-86

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Substrate selectivity of L-type amino acid transporters LAT1~42019

    • 著者名/発表者名
      Kota Miyata, Yuka Yoshizawa, Rino Iwakami, Promsuk Jutabha, Naohiko Anzai, and Toru Oba
    • 雑誌名

      Peptide Science 2018

      ページ: 112-112

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Exploring novel compounds targeting the amino acid transporter LAT32019

    • 著者名/発表者名
      Toru Oba, Yuka Yoshizawa, Kota Miyata, Rino Iwakami, Promsuk Jutabha, and Naohiko Anzai
    • 雑誌名

      Peptide Science 2018

      ページ: 111-111

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 2H-Azirines as novel His-selective orthogonal linkers and peptide mimetics2019

    • 著者名/発表者名
      Toru Oba, Shintaro Anju, Shingo Tamesue, Satoshi Ito, Hironori Tezuka, and Tomohiro Suzuki
    • 雑誌名

      Peptide Science 2018

      ページ: 85-85

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Facile iodination of the vinyl groups in protoporphyrin IX dimethyl ester and subsequent transformation of the iodinated moieties2018

    • 著者名/発表者名
      Kota Miyata, Satoru Yasuda, Takuto Masuya, Satoshi Ito, Yusuke Kinoshita, Hitoshi Tamiaki, Toru Oba
    • 雑誌名

      Tetrahedron

      巻: 74 号: 27 ページ: 3707-3711

    • DOI

      10.1016/j.tet.2018.05.040

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Substrate recogntion of L-type amino acid transporter 3 (LAT3)2018

    • 著者名/発表者名
      Rino Iwakami, Toru Oba, Kota Miyata, Promsuk Juthaba, and Naohiko Anzai
    • 雑誌名

      Peptide Science 2017

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Substrate selectivity of amino acid transporter LAT32017

    • 著者名/発表者名
      Toru Oba, Rino Iwakami, Kota Miyata, Promsuk Juthaba, and Naohiko Anzai
    • 雑誌名

      Peptide Science 2016

      ページ: 121-122

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Proline Drerivatives Inhibited Proliferation of Melanoma Cells2016

    • 著者名/発表者名
      Toru Oba, Kota Miyata, Rino Iwakami, Tomoko Morita, Masanori Koishikawa, and Yukihito Kabuyama
    • 雑誌名

      Peptide Science 2015

      ページ: 201-202

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 化学分野における「製作しないPBL」開発の試み2015

    • 著者名/発表者名
      大庭 亨,荷方 稔之,岩井 秀和,荒武 幸子,長谷川 和壽,原 紳,渡邊 信一,横田 和隆
    • 雑誌名

      工学教育

      巻: 63 号: 4 ページ: 4_27-4_32

    • DOI

      10.4307/jsee.63.4_27

    • NAID

      130005090539

    • ISSN
      1341-2167, 1881-0764
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 膜電位計測を志向した環境応答型キノリルピロール類の開発2019

    • 著者名/発表者名
      大庭 亨,篠塚 涼, 見留隆浩,舛谷匠登,伊藤智志,為末真吾
    • 学会等名
      日本化学会第99春季年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Synthesis and fluorescence properties of quinolylphenothiazine derivatives2019

    • 著者名/発表者名
      大庭 亨,棚沢公貴,伊藤智志,為末真吾
    • 学会等名
      日本化学会第99春季年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Synthesis and fluorescence of novel 2-(2’-quinolyl)aryls2019

    • 著者名/発表者名
      大庭 亨,加嶋啓史,篠塚 涼,伊藤智志,為末真吾
    • 学会等名
      日本化学会第99春季年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Synthesis of boron-containing azapeptides2019

    • 著者名/発表者名
      宮田航太,成田愛理,伊藤智志,為末真吾,大庭 亨
    • 学会等名
      日本化学会第99春季年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Synthesis and spectroscopic properties of novel metal complexes with pi-extended ligands2019

    • 著者名/発表者名
      大庭 亨,小林稜平,伊藤智志,為末真吾
    • 学会等名
      日本化学会第99春季年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Synthesis and fluorescence of boron-quinolylpyrrole complexes in comparison with boron-iminopyrrole complexes2018

    • 著者名/発表者名
      大庭 亨,棚沢公貴,篠塚 涼, 中村奈菜, 為末真吾,伊藤智志
    • 学会等名
      日本化学会第98春季年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実施状況報告書
  • [学会発表] キノリルピロール誘導体の合成と蛍光特性,膜電位感受性色素への応用2018

    • 著者名/発表者名
      大庭 亨,篠塚 涼,見留隆浩,舛谷匠登,伊藤智志,為末真吾
    • 学会等名
      第12回バイオ関連化学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] コーチングをベースとした、世界にパラダイムシフトを起こす人材を輩出するための次世代教育の形2018

    • 著者名/発表者名
      稲垣友仁・大庭 亨
    • 学会等名
      アカデミック・コーチング学会 第3回大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Synthesis of novel boron-containing mimetics of amino acids and peptides”, PB-037, 10th International Peptide Symposium2018

    • 著者名/発表者名
      T. Oba, A. Narita, Y. Yoshizawa, K. Miyata, R. Iwakami, A. Otani, S. Tamesue, and S. Ito
    • 学会等名
      10th International Peptide Symposium
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Substrate selectivity of L-type amino acid transporters LAT1~42018

    • 著者名/発表者名
      Kota Miyata, Yuka Yoshizawa, Rino Iwakami, Promsuk Jutabha, Naohiko Anzai, and Toru Oba
    • 学会等名
      10th International Peptide Symposium
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Exploring novel compounds targeting the amino acid transporter LAT32018

    • 著者名/発表者名
      Toru Oba, Yuka Yoshizawa, Kota Miyata, Rino Iwakami, Promsuk Jutabha, and Naohiko Anzai
    • 学会等名
      10th International Peptide Symposium
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 2H-Azirines as novel His-selective orthogonal linkers and peptide mimetics2018

    • 著者名/発表者名
      Toru Oba, Shintaro Anju, Shingo Tamesue, Satoshi Ito, Hironori Tezuka, and Tomohiro Suzuki
    • 学会等名
      10th International Peptide Symposium
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ピリジン環の6位に官能基を有するピリジルピロール系新規蛍光色素の合成2017

    • 著者名/発表者名
      大庭 亨,畠 拓矢,伊藤 智志
    • 学会等名
      日本化学会第97春季年会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2017-03-16
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] アジリジン骨格を持つ神経細胞標的化合物の合成2017

    • 著者名/発表者名
      大庭 亨,安重伸太郎,鈴木智大,伊藤 智志
    • 学会等名
      日本化学会第97春季年会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2017-03-16
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] ボロン酸部位を持つ新規なキノリルピロールの合成とその蛍光特性2017

    • 著者名/発表者名
      大庭 亨,宮田航太,伊藤 智志
    • 学会等名
      日本化学会第97春季年会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2017-03-16
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 新規な電位感受性蛍光色素の合成_フェノキサジン類およびBODIPY類の検討2017

    • 著者名/発表者名
      大庭 亨,坂口 諒,伊藤 智志
    • 学会等名
      日本化学会第97春季年会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2017-03-16
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Application of quinolyl-pyrroles as an orthogonal fluorescent sensor2017

    • 著者名/発表者名
      大庭 亨,篠塚 涼,伊藤智志
    • 学会等名
      2017年光化学討論会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Synthesis of quinolyl-pyrroles as voltage sensitive fluorescent dyes2017

    • 著者名/発表者名
      大庭 亨,見留隆浩,舛谷匠登,伊藤智志
    • 学会等名
      第11回バイオ関連化学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Substrate recogntion of L-type amino acid transporter 3 (LAT3)2017

    • 著者名/発表者名
      Rino Iwakami, Toru Oba, Kota Miyata, Promsuk Jutabha, Naohiko Anzai
    • 学会等名
      the 53st Japanese Peptide Symposium
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Substrate Selectivity of an Amino Acid Transporter LAT32016

    • 著者名/発表者名
      Toru Oba, Rino Iwakami, Kota Miyata, Promsuk Jutabha, and Naohiko Anzai
    • 学会等名
      第53回ペプチド討論会
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2016-10-26
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 光や放射線の応用を志向した生理活性分子の開発2016

    • 著者名/発表者名
      大庭 亨,宮田航太,見留隆弘,岩上梨乃,安重伸太郎,篠塚 涼
    • 学会等名
      第1回黒潮カンファレンス
    • 発表場所
      千葉,九十九里町
    • 年月日
      2016-10-22
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Conversion of vinyl groups of protoporphyrin-IX via iodination2016

    • 著者名/発表者名
      大庭 亨,宮田航太,伊藤智志
    • 学会等名
      第10回バイオ関連化学シンポジウム
    • 発表場所
      金沢
    • 年月日
      2016-09-06
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Synthesis of quinolyl-pyrroles as novel fluorescent melatonin analogues2016

    • 著者名/発表者名
      大庭 亨,篠塚 涼,伊藤智志
    • 学会等名
      第10回バイオ関連化学シンポジウム
    • 発表場所
      金沢
    • 年月日
      2016-09-06
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Synthesis of quinolyl-pyrroles as environmentally responsive fluorescent dyes2016

    • 著者名/発表者名
      大庭 亨,見留隆浩,舛谷匠登,伊藤智志
    • 学会等名
      第10回バイオ関連化学シンポジウム
    • 発表場所
      金沢
    • 年月日
      2016-09-06
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [備考] 宇都宮大学 物質環境化学専攻 超分子化学研究室(大庭G)

    • URL

      http://www.chem.utsunomiya-u.ac.jp/lab/yuuki2/oba-G/

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] 超分子化学研究室(大庭グループ)

    • URL

      http://www.chem.utsunomiya-u.ac.jp/lab/yuuki2/oba-G/

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [備考] 超分子化学研究室(大庭G)

    • URL

      http://www.chem.utsunomiya-u.ac.jp/lab/yuuki2/oba-G/

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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