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生体分子の高次デジタル計測を実現する光機能性プローブの開発とその応用

研究課題

研究課題/領域番号 19021010
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関東京大学

研究代表者

浦野 泰照  東京大学, 大学院・薬学系研究科, 准教授 (20292956)

研究期間 (年度) 2007 – 2008
研究課題ステータス 完了 (2008年度)
配分額 *注記
5,200千円 (直接経費: 5,200千円)
2008年度: 2,600千円 (直接経費: 2,600千円)
2007年度: 2,600千円 (直接経費: 2,600千円)
キーワード蛍光プローブ / グルタチオンS-トランスフェラーゼ / フルオレセイン / 光誘起電子移動 / イメージング / ローダミン / 活性酸素種 / 次亜塩素酸 / ミトコンドリア / 酸化ストレス / 分子内閉環
研究概要

本特定領域研究は、生きている状態の生体試料中で機能し、各種生体関連分子群の時空間的なデジタル計測を可能とする蛍光プローブ開発を目的とするものである。本年度はまずグルタチオンS-トランスフェラーゼ(GST)活性を検出可能な蛍光プローブの開発を行った。GSTは薬物第二相抱合反応を司る酵素として広く知られているが、近年では他の生体内酵素群の機能調節タンパク質として働いていることも指摘されており、その細胞内動態、活性制御機構に注日が集まっている。プローブは申請者がこれまでに確立してきた光誘起電子移動を原理とする設計法に基づいて設計・合成した。具体的には蛍光個としてフルオレセインを持ち、GST反応部位としてジニトロベンゼン誘導体を有するプローブを合成したところ、プローブ自身はほぼ無蛍光であるが、GSTによりグルタチオン化され強蛍光性の生成物を与えることが示され、GST活性検出蛍光プローブとして機能することが示された。そこで次に本プローブを種々の培養細胞へと適用したところ、ある種の細胞ではWestern blotによってGSTが豊富に存在することがわかっているにもかかわらず、その活性はきわめて低く抑えられていることが明らかとなった。本細胞のLysateを作成すると、そのGST活性は極めて高いため、細胞が生きている状態では何らかの機構によりGSTの活性が制御されていることが明らかとなった。本知見は、生細胞内酵素活性検出蛍光プローブの開発によって初めて得られたものであり、今後本プローブを用いた様々な応用研究が期待される。

報告書

(2件)
  • 2008 実績報告書
  • 2007 実績報告書
  • 研究成果

    (31件)

すべて 2008 2007

すべて 雑誌論文 (10件) (うち査読あり 10件) 学会発表 (19件) 図書 (2件)

  • [雑誌論文] Design and Synthesis of Highly Sensitive Fluorogenic Substrates for Glutathione S-transferase (GST) and Application for Activity Imaging in Living Cells2008

    • 著者名/発表者名
      Yuuta Fujikawa
    • 雑誌名

      J. Am. Chem. Soc 130

      ページ: 14533-14543

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Sensitive and Selective Tumor Imaging with Novel and Highly Activatable Fluorescence Probes2008

    • 著者名/発表者名
      Yasuteru Urano
    • 雑誌名

      Anal. Sci. 24

      ページ: 5-8

    • NAID

      10020143316

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Selective Photoinactivation of Protein Function through Environment-sensitive Switching of Singlet Oxygen Generation by Photosensitizer2008

    • 著者名/発表者名
      Takatoshi Yogo
    • 雑誌名

      Proc. Nat1. Acad. Sci. 105

      ページ: 28-32

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Design and Synthesis of a Library of BODIPY-Based Environmental Polarity Sensors Utilizing Photoinduced Electron Transfer-Controlled Fluorescence ON/OFF Switching2007

    • 著者名/発表者名
      Hisato Sunahara
    • 雑誌名

      J. Am. Chem. Soc. 129

      ページ: 5597-5604

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of a Highly Specific, Rhodamine-Based Fluorescence Probe for Hypochlorous Acid and Its Application to Real-Time Imaging of Phagocytosis2007

    • 著者名/発表者名
      Suguru Kenmoku
    • 雑誌名

      J. Am. Chem. Soc. 129

      ページ: 7313-7318

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Design and Synthesis of Fluorescent Probes for Selective Detection of Highly Reactive Oxygen Species in Mitochondria of Living Cells2007

    • 著者名/発表者名
      Yuichiro Koide
    • 雑誌名

      J. Am. Chem. Soc. 129

      ページ: 10324-10325

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] An Enzymatically Activated Fluorescence Probe for Targeted Tumor Imaging2007

    • 著者名/発表者名
      Mako Kamiya
    • 雑誌名

      J. Am. Chem. Soc. 129

      ページ: 3918-3929

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Highly Activatable and Rapidly Releasable Caged Fluorescein Derivatives2007

    • 著者名/発表者名
      Tomonori Kobayashi
    • 雑誌名

      J. Am. Chem. Soc. 129

      ページ: 6696-6697

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of an Iminocoumarin-Based Zinc Sensor Suitable for Ratiometric Fluorescence Imaging of Neuronal Zinc2007

    • 著者名/発表者名
      Kensuke Komatsu
    • 雑誌名

      J. Am. Chem. Soc. 129

      ページ: 13447-13454

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Thiol-Reactive Fluorescence Probe Based on Donor-Excited Photoinduced Electron Transfer: Key Role of Ortho Substituion2007

    • 著者名/発表者名
      Takuya Matsumoto
    • 雑誌名

      Org. Lett. 9

      ページ: 3375-3377

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 細胞応答イメージングを指向した蛍光プローブの精密分子設計2008

    • 著者名/発表者名
      浦野泰照
    • 学会等名
      日本薬学会関東支部学術講演会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2008-11-01
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] "化学"の力を駆使して、生きている試料の中で今起きていることを詳らかにする2008

    • 著者名/発表者名
      浦野泰照
    • 学会等名
      平成20年度有機合成セミナー
    • 発表場所
      岐阜
    • 年月日
      2008-07-12
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Rational Development of Novel Fluorescence Probes for Visualizing Cellular Responses and Targeted Tumor Imaging2008

    • 著者名/発表者名
      Yasuteru Urano
    • 学会等名
      The 60th Annual Meeting of the Japan Society for Cell Biology
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2008-06-29
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 種選択的・オルガネラ選択的ROS検出蛍光プローブの開発とその応用2008

    • 著者名/発表者名
      浦野泰照
    • 学会等名
      第61回日本酸化ストレス学会学術集会
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2008-06-20
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 「化学」を駆使した「医療」への新たな貢献 -スマート蛍光プローブの精密設計に基づくin vivoがんイメージング-2008

    • 著者名/発表者名
      浦野 泰照
    • 学会等名
      第88春季化学会年会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2008-03-30
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 蛍光プローブの精密分子設計・開発と、その細胞応答・がんイメージングへの適用2008

    • 著者名/発表者名
      浦野 泰照
    • 学会等名
      日本薬学会第128年会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2008-03-28
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 蛍光プローブの精密設計に基づく、各種生命現象・疾患蛍光イメージング2008

    • 著者名/発表者名
      浦野 泰照
    • 学会等名
      日本顕微鏡学会バイオメデカルニューマイクロスコープ分科会 平成19年度シンポジウム
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2008-03-18
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Sensitive and Selective Tumor Imaging with Novel and Highly Activatable Fluorescence Strategies2008

    • 著者名/発表者名
      Yasuteru Urano
    • 学会等名
      BiOS 2008, SPIE Photonic West
    • 発表場所
      San Jose
    • 年月日
      2008-01-21
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Sensitive and Highly Selective Tumor Imaging with Novel "Smart" Fluorescence Probes2007

    • 著者名/発表者名
      Yasuteru Urano
    • 学会等名
      The 4th Takeda Science Foundation Symposium on PharmaSciences "On the Frontiers of Chemical Biology"
    • 発表場所
      Tokyo
    • 年月日
      2007-12-03
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Development of highly specific fluorescence probes for various reactive oxygen species and their application to realtime imaging of ROS production in living cells2007

    • 著者名/発表者名
      Yasuteru Urano
    • 学会等名
      Fourth Joint Meeting of the Society for Free Radical Research Australasia and Japan 2007
    • 発表場所
      Kyoto
    • 年月日
      2007-12-02
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Development of a Highly Specific Rhodamine-based Fluorescence Probe for Hypoc hlorous Acid and its Application to Real-time Imaging of Phagocytosis2007

    • 著者名/発表者名
      Yasuteru Urano
    • 学会等名
      SFRBM 14th Annual Meeting
    • 発表場所
      Washington DC
    • 年月日
      2007-11-16
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] スマートプローブの精密設計に基づく高S/Nがん蛍光イメージング2007

    • 著者名/発表者名
      浦野 泰照
    • 学会等名
      第66回日本癌学会学術集会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2007-10-05
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Development of fluorescence probe for diagnosis of cancers in early stage2007

    • 著者名/発表者名
      Yuta Fujikawa
    • 学会等名
      Joint Molecular Imaging Conference
    • 発表場所
      Rhode Island
    • 年月日
      2007-09-10
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Highly selective fluorescence imaging of tumor by using precisely designed fluorescence probe2007

    • 著者名/発表者名
      浦野 泰照
    • 学会等名
      Cordon Research Conference/Chemical Sensors and Interfacial Design
    • 発表場所
      Salve Regina University
    • 年月日
      2007-07-30
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Sensitive and Highly Selective Tumor Imaging with Novel Activatable Fluorescence Strategies2007

    • 著者名/発表者名
      Yasuteru Urano
    • 学会等名
      1st Japanese-Swiss Symposium on Chemical Biology
    • 発表場所
      Lausanne
    • 年月日
      2007-06-25
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Development of a Highly Specific Fluorescence Probe for Hypochlorous Acid Based on the Regulation of Unique Spirocyclization and Its Application to Real-Time Imaging of Phagocytosis2007

    • 著者名/発表者名
      Yasuteru Urano
    • 学会等名
      Gordon Research Conference/Bioorganic Chemistry
    • 発表場所
      Andover
    • 年月日
      2007-06-11
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 蛍光プローブの精密設計に基づく活性酸素・がんの高選択的光イメージング2007

    • 著者名/発表者名
      浦野 泰照
    • 学会等名
      第26回分子病理学研究会湘南シンポジウム
    • 発表場所
      葉山
    • 年月日
      2007-06-09
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 各種活性酸素種・窒素種の選択的可視化を実現する蛍光プローブの開発2007

    • 著者名/発表者名
      浦野 泰照
    • 学会等名
      第50回日本腎臓学会学術集会
    • 発表場所
      浜松
    • 年月日
      2007-05-25
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 次亜塩素酸特異的蛍光プローブHySOxを用いたファゴサイトーシスイメージング2007

    • 著者名/発表者名
      浦野 泰照
    • 学会等名
      第2回日本ケミカルバイオロジー研究会年会
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2007-05-09
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [図書] 化学工業2007

    • 著者名/発表者名
      浦野 泰照
    • 総ページ数
      6
    • 出版者
      化学工業社
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [図書] Medical Bio2007

    • 著者名/発表者名
      浦野 泰照
    • 総ページ数
      5
    • 出版者
      オーム社
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書

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公開日: 2007-04-01   更新日: 2018-03-28  

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