発光性真菌の発光発現機構に関する化学的研究

1997 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 09760115
• 研究機関: 三重大学
• 研究代表者: 寺西 克倫 三重大学, 生物資源学部, 助教授 (20237001)
• キーワード: 生物発光 / 化学発光

研究概要

発光の分子環境を人工的に設計・構築することにより発光効率に及ぼす影響を解明し、高効率な人工発光システムの開発研究を行ってきた。この目的を達成するために、海洋発光生物の多くが持っている"イミダゾピラジノン"という骨格を有する発光基質分子と分子認識能を持つ環状オリゴ糖のシクロデキストリンに着目した。イミダゾピラジノン分子は生物細胞内では蛋白質分子により効率的な光変換を成し遂げるが、試験管内の蛋白質分子が存在しない状態でも光を放出する。しかし、発光効率は著しく低く生物発光の1/100にも満たない。今回、発光分子をシクロデキストリンに化学的に結合させることにより、生物発光に匹敵する光変換を世界で初めて実現することに成功した。新たなシクロデキストリン誘導化技術と発光基質の構造活性化を図ったもので、次のような特徴をそなえている。1)特定のシクロデキストリンによる特定の結合様式によってのみ高効率発光が実現できる。2)発光基質は外部環境から遮断されており、その影響を受けることなく光を放出できる。3)結合様式により発光速度を変化させることができる。

研究成果

• [文献書誌] 寺西克倫: "Synthesis and Chemiluminescent Properties of the Peroxy acid compound as an Intermediate of Coelenterate Luciferin Luminescence" Tetrahedron Lett.38. 2689-2692 (1997)
• [文献書誌] 寺西克倫: "Coelenterazine Analogues as Chemiluminescent Probe for Superoxide Anion" Anal. Biochem.249. 37-43 (1997)
• [文献書誌] 寺西克倫: "Solubilizing Coelenterazine in Water with Hydroxypropyl-b-cyclodextrin" Biosci. Biotech. Biochem.61. 1219-1220 (1997)
• [文献書誌] 寺西克倫: "On the mechanism of generation of 5-oxy-3, 5-dihydroimidazo[1,2-a]pyrazin-3-ones by the direct variable-temperature NMR method:a variable-temperature study" J. Chem. Soc., Perkin Trans. 2. 1831-1834 (1997)
• [文献書誌] 寺西克倫: "生物発光・化学発光の励起分子形成機構に関する有機化学的研究" Nippon Nogeikagaku Kaishi. 71. 1003-1010 (1997)
• [文献書誌] 寺西克倫: "Synthesis and enhanced chemiluminescence of new cyclomaltooligosaccharide (cyclodextrin)-bound 6-phenylimidazo[1, 2-a]pyrazin-3(7H)-one" Carbohydr. Rese.(in the press).