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2018 年度 実績報告書

金属錯体の反応性を駆使する小分子蛍光プローブの開発と生物応用

研究課題

研究課題/領域番号 16H04124
研究機関同志社大学

研究代表者

人見 穣  同志社大学, 理工学部, 教授 (20335186)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワード過酸化水素
研究実績の概要

過酸化水素は細胞成長因子などの刺激を受けて細胞外に放出された後に細胞内に流入し、細胞の成長、遊走、分化にかかわるシグナル分子として働いていることが判明している。我々は、過酸化水素の可視化を目指し、蛍光プローブの開発を進めてきた。我々が開発を進めている過酸化水素蛍光プローブは、鉄錯体とO-アルキル化され蛍光を発しない蛍光団(プロ蛍光団)とこの二つを連結するメチレンリンカーから構成される。鉄錯体は我々のグループで独自に開発したペルオキシダーゼ活性を有し、過酸化水素との反応により高原子価の鉄オキソ種を発生し酸化活性種を生じ、酵素ペルオキシダーゼあるいはDNAの酸化的切断により抗腫瘍剤として使用されている鉄ブレオマイシンと同じ外部基質酸化能力を有する。昨年度までに、我々は本蛍光プローブの検出感度、検出速度の向上を目指してリンカー部分の最適化を行った。本年度は、プロ蛍光団から生成する蛍光団の改善を行った。蛍光団としてレゾルフィン、O-アルキル化フルオレセインを利用してきたが、レゾルフィンが細胞膜を透過し拡散する問題があった。そのため、電子求引性基の導入によりpKaを下げ、細胞内でアニオン型となるレゾルフィンの開発を行った。また、水にたいする溶解度が極めて低く、かつ、固体状態で蛍光を発する分子HPを蛍光プローブのプロ蛍光団として導入した。これらの蛍光プローブは過酸化水素と反応し蛍光団を放出する原理であるために、過酸化水素を消費するという問題があった。そのため過酸化水素と吸脱着平衡を形成し、過酸化水素濃度に応じて発光強度を変化させることが知られているユーロピウムーテトラサイクリン錯体に着目し、さらなる研究を進めた。ユーロピウムーテトラサイクリン錯体は紫外光励起であるために、可視光励起が可能でありユーロピウムイオンに配位可能なケトエノール構造を有する配位子の合成を行った。

現在までの達成度 (段落)

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (14件)

すべて 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (4件) 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 1件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 3件、 招待講演 2件)

  • [国際共同研究] University of California, Santa Barbara/Department of Chemistry and Biochemistry(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      University of California, Santa Barbara/Department of Chemistry and Biochemistry
  • [国際共同研究] University of California, Santa Barbara/Department of Chemical Engineering(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      University of California, Santa Barbara/Department of Chemical Engineering
  • [国際共同研究] Harvard University/School of Eng. and Applied Sciences(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      Harvard University/School of Eng. and Applied Sciences
  • [国際共同研究] Lawrence Berkeley National Laboratory(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      Lawrence Berkeley National Laboratory
  • [雑誌論文] Acceleration of Hydrolytic DNA Cleavage by Dicopper(II) Complexes with p-Cresol-Derived Dinucleating Ligands at Slightly Acidic pH and Mechanistic Insights2019

    • 著者名/発表者名
      Kodera Masahito、Kadoya Yuki、Aso Kenta、Fukui Katsuki、Nomura Akiko、Hitomi Yutaka、Kitagishi Hiroaki
    • 雑誌名

      Bulletin of the Chemical Society of Japan

      巻: 92 ページ: 739~747

    • DOI

      10.1246/bcsj.20180353

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Macrophage-mediated delivery of light activated nitric oxide prodrugs with spatial, temporal and concentration control2018

    • 著者名/発表者名
      Evans Michael A.、Huang Po-Ju、Iwamoto Yuji、Ibsen Kelly N.、Chan Emory M.、Hitomi Yutaka、Ford Peter C.、Mitragotri Samir
    • 雑誌名

      Chemical Science

      巻: 9 ページ: 3729~3741

    • DOI

      10.1039/C8SC00015H

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Hydrogen Peroxide-Reducing Factor Released by PC12D Cells Increases Cell Tolerance against Oxidative Stress2018

    • 著者名/発表者名
      Muraishi Asami、Haneta Emi、Saito Yoshiro、Hitomi Yutaka、Sano Mamoru、Noguchi Noriko
    • 雑誌名

      Biological and Pharmaceutical Bulletin

      巻: 41 ページ: 777~785

    • DOI

      10.1248/bpb.b18-00016

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Green fabrication of nanoporous BiVO4 films on ITO substrates for photoelectrochemical water-oxidation2018

    • 著者名/発表者名
      Okunaka Sayuri、Hitomi Yutaka、Tokudome Hiromasa
    • 雑誌名

      RSC Advances

      巻: 8 ページ: 31575~31580

    • DOI

      10.1039/C8RA05831H

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Development of Mononuclear Manganese Complexes for Selective Alkane Oxidation2018

    • 著者名/発表者名
      竹林 大貴、増田 瑛介、小寺 政人、人見 穣
    • 学会等名
      第28回金属の関与する生体関連反応シンポジウム (SRM2018)
  • [学会発表] Selective Alkane Oxidation Catalyzed by Mononuclear Nonheme Iron Complex2018

    • 著者名/発表者名
      Yutaka Hitomi
    • 学会等名
      43rd International Conference on Coordination Chemistry
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] ブレオマイシン機能モデル系における鉄(III)ヒドロペルオキシド種の解析2018

    • 著者名/発表者名
      野村 章子・坂井 僚介・小寺 政人・人見 穣
    • 学会等名
      第12回バイオ関連化学シンポジウム
  • [学会発表] アニオン性カルボキサミド配位金属錯体を触媒とする選択酸化反応2018

    • 著者名/発表者名
      山岡功二・森川直人・吉澤直志・竹林大貴・上田純平・和村聡士・小寺政人・人見穣
    • 学会等名
      第122回触媒討論会
  • [学会発表] Development of Oxidation Catalysts Based on Bio-inspired Iron Complexes2018

    • 著者名/発表者名
      Yutaka Hitomi
    • 学会等名
      The 25th International SPACC Symposium
    • 国際学会
  • [学会発表] DEVELOPMENT OF USEFUL FUNCTIONAL MOLECULES BASED ON BIOINSPIRED COMPLEXES2018

    • 著者名/発表者名
      Yutaka Hitomi
    • 学会等名
      9th Asian Biological Inorganic Chemistry Conference
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2021-01-27  

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