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細胞内に存在する様々なオルガネラ中の代謝物を正確に分析するために、オルガネラ選択的に取込まれ、オルガネラ内に存在する代謝物の誘導体化をオルガネラ内で行い、誘導体化された代謝物のみを選択的に質量分析する必要がある。ミトコンドリアは生命現象の発現や維持に重要な器官であり、糖代謝やTCAなどの重要な代謝経路が存在し、ミトコンドリアの代謝物局在を正確に分析することは細胞現象メカニズムを解明するうえで重要であることから、本研究ではミトコンドリアをターゲットオルガネラとすることとした。細胞内に存在するミトコンドリア中の代謝物を正確に分析するために、ミトコンドリア選択的に取込まれ、光を照射することによりミトコンドリア内に存在する代謝物を誘導体化することができる、ミトコンドリア局在型光アフィニティープローブを合成した。このプローブがミトコンドリアに移行することを確認するため、HepG2細胞に合成したプローブを投与し、レーザー共焦点顕微鏡により細胞観察を行った。比較のため、市販のミトコンドリア染色試薬であるMitoBright Greenと本合成プローブを同時に投与したところ、どちらの試薬を用いた場合も同一の細胞内部位が染色されたていたことから、本プローブがミトコンドリアへ局在していることが確認できた。次に本合成プローブを投与した細胞に対し光を照射して誘導体化反応を行い、得られた細胞抽出液をLC-MS/MSにより分析を行った結果、光誘導体化された代謝物と思われるピークが検出された。これらの結果より、本合成プローブがミトコンドリア選択的に局在し、ミトコンドリア中の代謝物と光反応することが確認できた。誘導体化効率の向上のためは、より詳細な反応条件などの検討が必要であるが、本方法は細胞内代謝物の局在を調べるうえで非常に有用であると考えられる。
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