GFP蛍光発色団を分子基盤とするON/OFFモード蛍光バイオセンサーの開発

2001 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 12680588
• 研究機関: 電気通信大学
• 研究代表者: 丹羽 治樹 電気通信大学, 電気通信学部, 教授 (20135297)
• 研究分担者: 牧 昌治郎 電気通信大学, 電気通信学部, 助手 (20266349) ; 平野 誉 電気通信大学, 電気通信学部, 助教授 (20238380)
• キーワード: オワンクラゲ / 増感生物発光系 / GFP / イミダゾロン / バイオイメージング / ON / OFFモード / カルシウムイオン / 蛍光センサ

研究概要

オワンクラゲの増感生物発光系を形成する緑色蛍光タンパクGFPの蛍光発色団はSer65-Tyr66-Gly67のペプチド結合間で自己触媒的に分子内脱水縮合し、ついで自動酸化して形成される。その基本骨格は4-(4-hydoxyphenylmethylidene)-5-imidazoloneである。この基本骨格を構造基盤とする生体成分バイオイメージング用on/off型新規蛍光センサー開発の出発点として、各種4-(arylmethylidene)-5-imidazolone誘導体を合成し、その蛍光特性を検討した。得られた4-(arylmethylidene)-5-imidazolone誘導体はエタノール溶液中ではほとんど蛍光性を示さないが、エタノールガラス(77K)マトリックス中では溶液状態の2000〜3700倍の強い蛍光性を示す事が確認された。この結果は金属キレート能を有する置換基を装着した4-(arylmethylidene)-5-imidazoloneが極めて高いコントラストを持ったon/off型新規蛍光センサー開発として有望であることを示している。そこでC_aイオンにキレートしうるリガンドを装着した4-(arylmethylidene)-5-imidazoloneのを行った。キレーターの導入は最終段階で行うこととし、まずbromophenyl基を有した4-(arylmethylidene)-5-imidazoloneを調製した。続いてP_d触媒を用いてdiethyl iminoacetate基を導入し、目的化合物の合成に成功した。現在、得られた化合物についてC_aイオンキレート形成能ならびにon/off型蛍光特性など基本物性を測定中である。

研究成果

• [文献書誌] S. Kojima: "Improved Syntheses of Watasenia Preluciferin (Coelenterazine) and Watasenia Luciferin (Coelenterazine Disulfate), and Site Specific Syntheses of the Coelenterazine Monosulfates"ITE Letters on Batteries, New Technologies and Medicine. 2,No.3. 393-397 (2001)
• [文献書誌] K. Kobayasshi: "Purification and Properties of of the Luciferase from the Marine Ostracod Vargula hilgendorfii""Bioluminescenceand Chemiluminescence, "ed by J.F.Case, P.J.Herring, B.H.Robinson, S.H.D.Haddock, L/J.Kricka, and P.E.Stanle : Woeld Scientific, Singapore. 87-90 (2001)
• [文献書誌] Y.Imai: "Fluorescent Properties of Phenolate Anions of Coelenteramide Analogues:The Light-emitters Structure in Aequorin Bioluminescence."J. Photochem. Photobiol., A (Chemistry). 146. 95-107 (2001)
• [文献書誌] M. Ohashi: "Intramolecular Electron Transfer Induced Cleavage of Dioxetanes Observed in Fast Atom Bombardment Mass Spectrometry"Fur. J. Mass Spectrm. 7. 441-445 (2001)