| 研究課題/領域番号 |
21K04989
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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32010:基礎物理化学関連
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| 研究機関 | 群馬大学 |
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研究代表者 |
樋山 みやび 群馬大学, 大学院理工学府, 准教授 (90399311)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2022年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2021年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
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| キーワード | ケージドルシフェリン / 光開裂量子収率 / 光開裂断面積 / 光褪色量子収率 / 光褪色断面積 / ホタルルシフェリン / ケージド化合物 / 生物発光 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
ホタル生物発光は基質であるルシフェリンが酸化反応をおこして発光する現象である。基質の生体内への影響が少ないことから、ホタル生物発光は生体内の発光イメージングに用いられているが、反応途中の情報が不明であることからその発光機構の詳細は依然として謎である。実験的に反応追跡するための第一歩として、本研究では光照射によりルシフェリンを生成する光照射型ケージドルシフェリンを用いて、光照射によるケージド基の解離過程についての詳細な情報を明らかにし、反応追跡に有効なケージド化合物の評価方法を確立することを目指す。
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| 研究成果の概要 |
光解離型ケージドルシフェリンは、光照射によりホタル生物発光は基質であるルシフェリンを生成する化合物である。本研究では、当研究室にて独自に開発したケージドルシフェリンの合成方法を改良し、これまでよりも多く、さらに、純度の高い化合物の合成に成功した。この化合物への光照射から生成したD-ルシフェリンの分子数を発光量絶対値測定系により定量することで、ケージド化合物の定量的な評価方法を確立した。ケージドルシフェリンへの光照射実験を実施し、光開裂量子収率を決定した。また、ルシフェリンの脱プロトン化に対するX線吸収測定と、理論計算による帰属から、軟X線吸収計測の反応追跡への利用の可能性を示した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究で確立した方法により、新たに開発される光解離型ケージドルシフェリンの統一的な性能評価が可能になった。また、ホタル生物発光は薬剤動態やがんの転移経路観測のための生体内の分子イメージングに用いられている。光解離型ケージドルシフェリンは、光照射のタイミングによりルシフェラーゼを含む細胞内で発光する時刻を制御することができる。本研究で開発したDEACMケージドルシフェリンは、今後、生体内分子イメージングへの利用が期待される。
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