| 研究課題/領域番号 |
20K07006
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分47020:薬系分析および物理化学関連
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| 研究機関 | 兵庫医科大学 (2022-2024)
兵庫医療大学 (2020-2021) |
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研究代表者 |
前田 初男 兵庫医科大学, 薬学部, 教授 (00229311)
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| 研究分担者 |
塚本 効司 兵庫医科大学, 薬学部, 准教授 (00454794)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2024年度)
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| 配分額 *注記 |
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
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| キーワード | ポリスルフィド / スルフヒドリル化タンパク質 / 蛍光プローブ / バイオイメージング / 可視化計測 / ポリスルフィド化タンパク質 / FRET型蛍光プローブ / 二波長型蛍光プローブ / 硫化水素 / 二硫化二水素 / 活性酸素種 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、研究代表者者らがこれまでに蓄積してきた研究成果から確立している蛍光プローブ設計戦略に基づき設計したプロトタイプ蛍光プローブをプラットフォームとして、生体内チオール類には応答することなく、ポリスルフィドまたはポリスルフィド化タンパク質に特異的かつ高感度に蛍光応答を与える新規プローブの設計開発に取り組む。そして、最適化した蛍光プローブを活用することにより、ポリスルフィドの生体内ダイナミクス解析法ならびにポリスルフィド化タンパク質のオンサイト分析法のプロトコールを確立し、ポリスルフィドおよびポリスルフィド化タンパク質をターゲットとする医学・生理学研究の更なる発展に貢献する。
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| 研究成果の概要 |
無置換および置換基を導入したnitrobenzenesulfony基によりfluoresceinの一方のフェノール性水酸基を保護した様々な化合物についてプローブ特性を評価したところ、2-nitrobenzenesulfonyl fluorescein (1c) が保護・脱保護化学に基づく高選択的・高感度なポリスルフィド蛍光プローブとして機能することを見出した。また、1c を用いると、HeLa 細胞内のポリスルフィドを高選択的・高感度にイメージングできた。
これらの知見に基づき、より定量性の高いレシオメトリーに利用可能なFRET 型プローブを設計・合成したが、期待通りのプローブ特性を示さなかった。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
生体内において生合成される硫化水素から発生するポリスルフィドは、神経伝達、血管緊張、細胞保護、炎症応答、血管新生などの制御因子として機能することが見出されている。また、その機能は、システイン残基をS-スルフヒドリル化することにより、それらの生命現象に関与するキナーゼなどのタンパク質を活性化することにより発現することも近年明らかにされている。しかし、ポリスルフィドならびにS-スルフヒドリル化タンパク質の細胞内ダイナミクス、血液内に存在するS-スルフヒドリル化タンパク質と疾患の関係については不明な点が多い。この問題点の解決に、本研究において開発した蛍光プローブは貢献すると期待される。
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