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2021 年度 実績報告書

超硫黄分子のマルチイメージングとその生合成制御のためのケミカルツール開発

計画研究

研究領域新興硫黄生物学が拓く生命原理変革
研究課題/領域番号 21H05262
研究機関慶應義塾大学

研究代表者

花岡 健二郎  慶應義塾大学, 薬学部(芝共立), 教授 (70451854)

研究分担者 小松 徹  東京大学, 大学院薬学系研究科(薬学部), 助教 (40599172)
研究期間 (年度) 2021-09-10 – 2026-03-31
キーワード蛍光プローブ / 酵素阻害剤 / NMRプローブ / 超硫黄分子 / 硫化水素
研究実績の概要

各種超硫黄分子の可視化解析のための蛍光プローブ及び、NMRプローブの開発を行い、それによって、これまで不可能であった超硫黄分子の動的変化のイメージングや定量計測を実現することを本研究の主目的としている。さらに、本研究領域において、これらのツール開発を行うのみならず、これらのツールを基盤とした領域内共同研究を推し進める。さらに、開発する蛍光プローブを用いて独自の研究アプローチによって、硫黄代謝ダイナミクスを制御するタンパク質に対する生合成制御分子の開発や、硫黄代謝異常の高感度検出による疾患の診断技術の開発にも取り組み、超硫黄分子と疾患の関わりの理解も推進する。
本年度においては、次年度(2022年度)からの本格的な蛍光プローブや酵素阻害剤の開発のための、有機合成や酵素アッセイ評価、疾患診断のための研究設備の整備を中心的に行った。例えば、有機合成用のエバポレーターや水浴、真空ポンプなどの整備や、酵素アッセイ用の蛋白質の発現・精製のための実験装置、蛍光及び吸光での酵素アッセイを可能とするプレートリーダーなど測定機器の整備などを行った。また、超硫黄分子を検出する新たな蛍光プローブの分子設計及び合成を行い、in vitroアッセイで高いS/Nで、超硫黄分子を産生する酵素の活性を検出できる蛍光プローブの開発に成功した。このようなin vitroアッセイ用の優れた蛍光プローブを開発することで、今後の様々な超硫黄分子の産生酵素の阻害剤スクリーニングに有用になると考えている。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

当初の予定通り、次年度から本格的に開始する、蛍光プローブやNMRプローブの開発、酵素阻害剤の探索、硫黄代謝異常の高感度検出システムの開発のための設備の整備を達成することに成功した。さらに、酵素阻害剤のスクリーニング探索のための優れた超硫黄分子を検出する蛍光プローブの開発まで達成したため、当初の計画以上に進展しているとさせて頂いた。

今後の研究の推進方策

今後は、当初の予定通りに、整備した研究設備を用いて、研究室スタッフや学生と共に、新たな蛍光プローブや酵素阻害剤の開発などに取り組んでいく予定である。

  • 研究成果

    (15件)

すべて 2022 2021 その他

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 6件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Rapid visualization of deeply located tumors in vivo by intravenous administration of a γ-glutamyltranspeptidase-activated fluorescent probe2022

    • 著者名/発表者名
      Akihiro Nakada, Takuma Maruyama, Mako Kamiya, Kenjiro Hanaoka, Yasuteru Urano
    • 雑誌名

      Bioconjugate Chemistry

      巻: 33 ページ: 523-529

    • DOI

      10.1021/acs.bioconjchem.2c00039

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Molecular design of near-infrared (NIR) fluorescent probes targeting exopeptidase and application for detection of dipeptidyl peptidase 4 (DPP-4) activity2022

    • 著者名/発表者名
      Hoshino Yuki、Hanaoka Kenjiro、Sakamoto Kei、Yasunaga Masahiro、Kojima Takashi、Kotani Daisuke、Nomoto Ayumu、Sasaki Eita、Komatsu Toru、Ueno Tasuku、Takamaru Hiroyuki、Saito Yutaka、Seto Yasuyuki、Urano Yasuteru
    • 雑誌名

      RSC Chemical Biology

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1039/D1CB00253H

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Development of a fluorescent probe library enabling efficient screening of tumour-imaging probes based on discovery of biomarker enzymatic activities2022

    • 著者名/発表者名
      Kuriki Yugo、Yoshioka Takafusa、Kamiya Mako、Komatsu Toru、Takamaru Hiroyuki、Fujita Kyohhei、Iwaki Hirohisa、Nanjo Aika、Akagi Yuki、Takeshita Kohei、Hino Haruaki、Hino Rumi、Kojima Ryosuke、Ueno Tasuku、Hanaoka Kenjiro、Abe Seiichiro、Saito Yutaka、Nakajima Jun、Urano Yasuteru
    • 雑誌名

      Chemical Science

      巻: 13 ページ: 4474~4481

    • DOI

      10.1039/D1SC06889J

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Discovery of an F-actin-binding small molecule serving as a fluorescent probe and a scaffold for functional probes2021

    • 著者名/発表者名
      Takeru Takagi, Tasuku Ueno, Keisuke Ikawa, Daisuke Asanuma, Yusuke Nomura, Shin-Nosuke Uno, Toru Komatsu, Mako Kamiya, Kenjiro Hanaoka, Chika Okimura, Yoshiaki Iwadate, Kenzo Hirose, Tetsuo Nagano, Kaoru Sugimura, Yasuteru Urano
    • 雑誌名

      Science Avdances

      巻: 7 ページ: eabg8585

    • DOI

      10.1126/sciadv.abg8585

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Recent advances in probe design to detect reactive sulfur species and in the chemical reactions employed for fluorescence switching2021

    • 著者名/発表者名
      Echizen Honami、Hanaoka Kenjiro
    • 雑誌名

      Journal of Clinical Biochemistry and Nutrition

      巻: 68 ページ: 9~17

    • DOI

      10.3164/jcbn.20-18

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Recent Advances in Detection, Isolation, and Imaging Techniques for Sulfane Sulfur-Containing Biomolecules2021

    • 著者名/発表者名
      Echizen Honami、Sasaki Eita、Hanaoka Kenjiro
    • 雑誌名

      Biomolecules

      巻: 11 ページ: 1553~1553

    • DOI

      10.3390/biom11111553

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 超硫黄分子を検出するための蛍光プローブ開発2021

    • 著者名/発表者名
      佐々木 栄太、花岡 健二郎
    • 雑誌名

      生化学

      巻: 93 ページ: 604~612

    • DOI

      10.14952/SEIKAGAKU.2021.930604

  • [学会発表] 水溶性向上による実用的な蛍光プローブの開発2022

    • 著者名/発表者名
      神保 大地、友重 秀介、佐藤 伸一、花岡 健二郎、石川 稔
    • 学会等名
      日本薬学会第142年会
  • [学会発表] リソソーム内pHを定量可能な実用的レシオ型pH蛍光プローブの開発2022

    • 著者名/発表者名
      野本 歩夢、花岡 健二郎、溝口 舞、浦野 泰照
    • 学会等名
      日本薬学会第142年会
  • [学会発表] アルギニン密度制御による高分子ミセルの温度応答性ターゲティング2022

    • 著者名/発表者名
      鈴木 杏奈、山田 創太、佐々木 栄太、長瀬 健一、花岡 健二郎
    • 学会等名
      日本薬学会第142年会
  • [学会発表] Development of a fluorescence probe for H2S and its application to inhibitor screening for H2S/sulfane sulfur-producing enzymes2021

    • 著者名/発表者名
      Kenjiro Hanaoka
    • 学会等名
      Pacifichem2021 (#79)
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of a series of pH ratiometric fluorescence probes and their application to endosomal pH measurements2021

    • 著者名/発表者名
      Kenjiro Hanaoka
    • 学会等名
      Pacifichem2021 (#82)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Development of a pH ratiometric fluorescence probe for in vivo imaging and its biological applications2021

    • 著者名/発表者名
      Kenjiro Hanaoka
    • 学会等名
      Pacifichem2021 (#73)
    • 国際学会
  • [図書] 先端の分析法 第2版, 第3章, 1-1, pp294-2982022

    • 著者名/発表者名
      花岡 健二郎
    • 総ページ数
      5
    • 出版者
      (株)NTS
    • ISBN
      978-4-86043-737-4
  • [備考] 慶應義塾大学 薬学部 創薬分析化学講座 ホームページ

    • URL

      http://keio-analchem.jp/index.html

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公開日: 2022-12-28  

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