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細胞内一酸化炭素の選択的捕捉による生理機能探索

研究課題

研究課題/領域番号 17J01825
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 生物分子化学
研究機関同志社大学

研究代表者

峯岸 彩夏  同志社大学, 理工学研究科, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2017-04-26 – 2019-03-31
研究課題ステータス 交付 (2018年度)
配分額 *注記
1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
2018年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2017年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
キーワード一酸化炭素 / シクロデキストリン / 細胞内導入 / ポルフィリン
研究実績の概要

細胞内に存在する内因性一酸化炭素(CO)の生物学的役割を検討するため、当研究室で以前開発された、極めて高いCO親和性を示す超分子錯体hemoCDに、細胞膜透過性ペプチドとして知られるオクタアルギニン(R8)を修飾したR8-hemoCDを開発し、細胞内COの擬ノックダウン系の確立を行った。R8-hemoCDの合成を質量分析法により確認した後、吸収スペクトル測定によりR8-hemoCDがhemoCDと同程度の錯体安定性およびCO親和性を示すことを明らかにし、さらに細胞に対する毒性が低いことを確認した。次にR8-hemoCDが細胞内COを捕捉するかどうかについて、COを結合して蛍光を発するプローブ(COP-1)を用いて検討した。R8-hemoCDおよびCOP-1を含む培地でインキュベートした細胞内では、COP-1の蛍光が観測されなかったことから、R8-hemoCDが細胞内へ導入され、COを捕捉していることが示唆された。以上の研究成果をまとめてJ. Am. Chem. Soc.に論文を発表した。
R8-hemoCDが細胞内の内因性COを除去する有用なツールであることがわかり、これによって未だ明らかにされていないCOの生理機能の解明が大きく進歩すると期待される。今後はCOの関与が報告されている体内時計やミトコンドリアでの細胞呼吸において、R8-hemoCDを細胞へ加えた際の変化を検討し、COの生理作用の詳細を解明する。

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

R8-hemoCDの合成および細胞内CO捕捉分子としての機能評価をすでに終え、当初計画していた、COの擬ノックダウン系の確立に成功したため、順調に進展していると判断した。

今後の研究の推進方策

今後は、R8-hemoCDを用いて細胞内COの生理機能の解明を行う。具体的には内因性COの細胞内における時計リズムへの関与や、ミトコンドリアでの呼吸機能の制御について、COを除去した際の変化を観測することで検討を行う。

報告書

(1件)
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (2件)

すべて 2017

すべて 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (1件)

  • [雑誌論文] Detection and Removal of Endogenous Carbon Monoxide by Selective and Cell-permeable Hemoprotein-model Complexes2017

    • 著者名/発表者名
      S. Minegishi, A. Yumura, H. Miyoshi, S. Negi, S. Taketani, R. Motterlini, R. Foresti, K. Kano, H. Kitagishi
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society

      巻: 139 号: 16 ページ: 5984-5991

    • DOI

      10.1021/jacs.7b02229

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Detection and depletion of carbon monoxide in cells using the high affinity CO receptor, hemoCD2017

    • 著者名/発表者名
      峯岸彩夏
    • 学会等名
      日本化学会第97回春季年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2017-05-25   更新日: 2024-03-26  

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