機能性分子設計に基づく技術融合型分子イメーイング法の開発

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21685019
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 生体関連化学
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 水上 進 大阪大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (30420433)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• キーワード: 蛍光プローブ / MRI / ラベル化 / イメージング / β-ラクタマーゼ

研究概要

化学原理に基づいた機能性プローブ開発、遺伝子工学による蛋白質改変、最新の機器測定技術を融合させることにより、次世代分子イメージング技術に有用な要素技術の開発を行った。具体的には、(1)生細胞内の遺伝子発現の^19F MRI検出技術、(2)蛋白質の機能性分子ラベル化技術、(3)蛋白質の時間分解イメージング技術、の開発を行った。

研究成果

• [雑誌論文] No-Wash Protein Labeling with Designed Fluorogenic Probes and Application to Real-Time Pulse-Chase Analysis (2012)
  • 著者名/発表者名: Shin Mizukami, Shuji Watanabe, Yuri Akimoto, Kazuya Kikuchi
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc 巻: 134 ページ: 1623-1629
  • 査読あり
• [雑誌論文] Switchable MRI Contrast Agents Based on Morphological Changes of pH-Responsive Polymers (2012)
  • 著者名/発表者名: Satoshi Okada, Shin Mizukami, Kazuya Kikuchi
  • 雑誌名: Bioorg. Med. Chem 巻: 20 ページ: 769-774
  • 査読あり
• [雑誌論文] A New Approach for Fluorogenic Protein Labeling via Photoinduced Electron Transfer Based BL-tag Protein Labeling Method (2012)
  • 著者名/発表者名: Kalyan K. Sadhu, Shin Mizukami, Carolyn R. Lanam, and Kazuya Kikuchi
  • 雑誌名: Chem. Asian J. 巻: 7 ページ: 272-276
  • 査読あり
• [雑誌論文] 生体反応を可視化する19F MRIプローブ開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 水上進・菊地和也
  • 雑誌名: 生物物理 巻: 52 ページ: 24-25
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of Molecular Imaging Tools to Investigate Protein Functions by Chemical Probe Design (2011)
  • 著者名/発表者名: Shin Mizukami
  • 雑誌名: Chem. Pharm. Bull 巻: 59 ページ: 1435-1446
  • 査読あり
• [雑誌論文] Covalent Protein Labeling with a Lanthanide Complex and its Application to Photoluminescence Lifetime-based Multicolor Bioimaging (2011)
  • 著者名/発表者名: Shin Mizukami, Taku Yamamoto, Akimasa Yoshimura, Shuji Watanabe, and Kazuya Kikuchi
  • 雑誌名: Angew. Chem. Int. Ed 巻: 50 ページ: 8750-8752
  • 査読あり
• [雑誌論文] Intracellular Protein Labeling with Prodrug-Like Probes Using a Mutant.-Lactamase Tag (2011)
  • 著者名/発表者名: Shuji Watanabe, Shin Mizukami, Yuri Akimoto, Yuichiro Hori, and Kazuya Kikuchi
  • 雑誌名: Chem. Eur. J 巻: 17 ページ: 8342-8349
  • 査読あり
• [雑誌論文] 19F MRI Detection of.-Galactosidase Activity for Imaging of Gene Expression (2011)
  • 著者名/発表者名: Shin Mizukami, Hisashi Matsushita, Rika Takikawa, Fuminori Sugihara, Masahiro Shirakawa, and Kazuya Kikuchi
  • 雑誌名: Chem. Sci 巻: 2 ページ: 1151-1155
  • 査読あり
• [雑誌論文] Sequential Ordering among Multicolor Fluorophores for Protein Labeling Facility via Aggregation-Elimination Based.-Lactam Probes (2011)
  • 著者名/発表者名: Kalyan K. Sadhu, Shin Mizukami, Shuji Watanabe, and Kazuya Kikuchi
  • 雑誌名: Mol. BioSyst 巻: 7 ページ: 1766-1772
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cell-Surface Protein Labeling with Luminescent Nanoparticles through Biotinylation by Using Mutant.-Lactamase-Tag Technology (2011)
  • 著者名/発表者名: Akimasa Yoshimura, Shin Mizukami, Yuichiro Hori, Shuji Watanabe, and Kazuya Kikuchi
  • 雑誌名: ChemBioChem 巻: 12 ページ: 1031-1034
  • 査読あり
• [雑誌論文] Switching Modulation for Protein Labeling with Activatable Fluorescent Probe (2011)
  • 著者名/発表者名: Kalyan K. Sadhu, Shin Mizukami, Yuichiro Hori, and Kazuya Kikuchi
  • 雑誌名: ChemBioChem 巻: 12 ページ: 1299-1308
  • 査読あり
• [雑誌論文] β-ラクタマーゼを用いた蛋白質可視化技術の開発 (2011)
  • 著者名/発表者名: 水上進・渡辺修司・吉村彰真・菊地和也
  • 雑誌名: JSMI report 巻: 4 ページ: 19-21
  • 査読あり
• [雑誌論文] Multicolor Protein Labeling in Living Cells Using Mutant.-lactamase-tag Technology (2010)
  • 著者名/発表者名: Shuji Watanabe, Shin Mizukami, Yuichiro Hori, and Kazuya Kikuchi
  • 雑誌名: Bioconjug. Chem 巻: 21 ページ: 2320-2326
  • 査読あり
• [雑誌論文] Turn-on Fluorescent Switch Involving Aggregation and Elimination Processes forβ-Lactamase-Tag (2010)
  • 著者名/発表者名: Kalyan K. Sadhu, Shin Mizukami, Shuji Watanabe, and Kazuya Kikuchi
  • 雑誌名: Chem. Commun 巻: 46 ページ: 7403-7405
  • 査読あり
• [雑誌論文] Photocontrolled Compound Release System Using Caged Antimicrobial Peptide (2010)
  • 著者名/発表者名: Shin Mizukami, Mariko Hosoda, Takafumi Satake, Satoshi Okada, Yuichiro Hori, Toshiaki Furuta, and Kazuya Kikuchi
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc 巻: 132 ページ: 9524-9525
  • 査読あり
• [雑誌論文] Application of a Stimuli-responsive Polymer to the Development of Novel MRI Probes (2010)
  • 著者名/発表者名: Satoshi Okada, Shin Mizukami, and Kazuya Kikuchi
  • 雑誌名: ChemBioChem 巻: 11 ページ: 785-787
  • 査読あり
• [雑誌論文] 化学プローブのデザイン・合成によるタンパク質機能の可視化ツール (2010)
  • 著者名/発表者名: 水上進・菊地和也
  • 雑誌名: 生化学 巻: 82 ページ: 21-29
  • 査読あり
• [雑誌論文] Design and Synthesis of Coumarin-based Zn2+ Probes for Ratiometric Fluorescence Imaging (2009)
  • 著者名/発表者名: Shin Mizukami, Satoshi Okada, Satoshi Kimura, and Kazuya Kikuchi
  • 雑誌名: Inorg. Chem 巻: 48 ページ: 7630-7638
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of Ratiometric Fluorescent Probes for Phosphatases by Using a pKa-Switching Mechanism (2009)
  • 著者名/発表者名: Shin Mizukami, Shuji Watanabe, and Kazuya Kikuchi
  • 雑誌名: ChemBioChem 巻: 10 ページ: 1465-1468
  • 査読あり
• [雑誌論文] Covalent Protein Labeling Based on Noncatalyticβ-Lactamase and a Designed FRET Substrate (2009)
  • 著者名/発表者名: Shin Mizukami, Shuji Watanabe, Yuichiro Hori, and Kazuya Kikuchi
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc 巻: 131 ページ: 5016-5017
  • 査読あり
• [雑誌論文] in vivoイメージングを目指した可視化プローブ開発 (2009)
  • 著者名/発表者名: 菊地和也・水上進
  • 雑誌名: ぶんせき 巻: 4 ページ: 200-202
  • 査読あり
• [学会発表] ナノプローブ設計に基づく生体機能解析技術の開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 水上進
  • 学会等名: 日本薬学会第132年会
  • 発表場所: 北海道大学(札幌)
  • 年月日: 2012-03-30
• [学会発表] 精密プローブ設計に基づくバイオイメージング技術の開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 水上進
  • 学会等名: 理研ものつくりシンポジウム
  • 発表場所: 理化学研究所(和光)
  • 年月日: 2012-03-08
• [学会発表] ナノとバイオを繋ぐ分子設計 (2011)
  • 著者名/発表者名: 水上進
  • 学会等名: フロンティア生命化学研究会
  • 発表場所: ラフォーレ南紀白浜(白浜町)
  • 年月日: 2011-12-03
• [学会発表] Fast Fluorogenic Protein Labeling with Designed FRET Probes and Application to Real-Time Pulse-Chase Analysis (2011)
  • 著者名/発表者名: Shin Mizukami, Shuji Watanabe, Yuri Akimoto, Kazuya Kikuchi
  • 学会等名: Imaging 2020
  • 発表場所: Jackson Lake Lodge(WY, USA)
  • 年月日: 2011-09-18
• [学会発表] 細胞内蛋白質の蛍光ラベル化法の開発 (2011)
  • 著者名/発表者名: 水上進.秋元悠里.菊地和也
  • 学会等名: バイオ関連化学合同シンポジウム
  • 発表場所: つくば国際会議場(つくば)
  • 年月日: 2011-09-12
• [学会発表] Photocontrolled compound release using caged antimicrobial peptide (2011)
  • 著者名/発表者名: Shin Mizukami, Kengo Matsumoto, Kazuya Kikuchi
  • 学会等名: Gordon Research Conference, Bioorganic Chemistr
  • 発表場所: Procter Academy(NH, USA)
  • 年月日: 2011-06-12
• [学会発表] 革新的分子イメージングへの応用を目的とした生体機能解析技術の開発 (2011)
  • 著者名/発表者名: 水上進
  • 学会等名: 日本薬学会第131年会
  • 発表場所: 静岡県コンベンションアーツセンター(静岡)
  • 年月日: 2011-03-29
• [学会発表] 機能性分子ラベル化技術を用いた蛋白質・細胞の可視化 (2011)
  • 著者名/発表者名: 水上進、渡辺修司、吉村彰真、山本拓、秋元悠里、菊地和也
  • 学会等名: 日本薬学会第131年会
  • 発表場所: 静岡県コンベンションアーツセンター(静岡)
  • 年月日: 2011-03-28
• [学会発表] 変異型β-ラクタマーゼを用いた細胞内蛋白質ラベル化法の開発 (2011)
  • 著者名/発表者名: 水上進、渡辺修司、秋元悠里、菊地和也
  • 学会等名: 第1回Vivid Workshop
  • 発表場所: アートランドホテル蓼科(茅野)
  • 年月日: 2011-03-10
• [学会発表] Functional Molecule Labeling and Photocontrolled Compound Release Technologies for Bioimaging (2011)
  • 著者名/発表者名: Shin Mizukami, Shuji Watanabe, Mariko Hosoda, Kazuya Kikuchi
  • 学会等名: JSPS Sweden-Japan Joint Colloquium
  • 発表場所: Lund University(Lund、Sweden)
  • 年月日: 2011-01-18
• [学会発表] UV light-induced Compound Release Using a Caged Antimicrobial Peptide (2010)
  • 著者名/発表者名: Shin Mizukami, Mariko Hosoda, Kazuya Kikuchi
  • 学会等名: Pacifichem 2010
  • 発表場所: Hawaii Convention Center(Waikiki, HI)
  • 年月日: 2010-12-15
• [学会発表] Development of a pH-responsive MRI probe using a functional polymer (2010)
  • 著者名/発表者名: Shin Mizukami, Shuji Watanabe, Kazuya Kikuchi
  • 学会等名: 2010 World Molecular Imaging Congress
  • 発表場所: 京都国際会館(京都)
  • 年月日: 2010-09-08
• [学会発表] UV light-induced Compound Release Using a Caged Antimicrobial Peptide (2010)
  • 著者名/発表者名: Shin Mizukami, Satoshi Okada, Kazuya Kikuchi
  • 学会等名: 第20回金属の関与する生体関連反応シンポジウム
  • 発表場所: 徳島文理大学(徳島)
  • 年月日: 2010-06-25
• [学会発表] β-ラクタマーゼを用いた分子イメージング基盤技術の開発 (2010)
  • 著者名/発表者名: 水上進、渡辺修司、吉村彰真、松下尚嗣、菊地和也
  • 学会等名: 第5回日本分子イメージング学会学術集会
  • 発表場所: ピアザ淡海(大津)
  • 年月日: 2010-05-22
• [学会発表] 変異β-ラクタマーゼを用いた新規蛋白質ラベル化法の開発 (2010)
  • 著者名/発表者名: 水上進、渡辺修司、菊地和也
  • 学会等名: 日本ケミカルバイオロジー学会第五回年会
  • 発表場所: 慶應義塾大学日吉キャンパス(横浜)
  • 年月日: 2010-05-18
• [学会発表] 光感受性抗菌ペプチドを用いた薬物放出システムの開発 (2010)
  • 著者名/発表者名: 水上進・細田真梨子・菊地和也
  • 学会等名: 日本薬学会第130年会
  • 発表場所: 岡山コンベンションセンター(岡山)
  • 年月日: 2010-03-28
• [学会発表] 多機能性タンパク質ラベル化技術の開発とイメージングへの応用 (2010)
  • 著者名/発表者名: 水上進・渡辺修司・山本拓・吉村彰真・菊地和也
  • 学会等名: 日本薬学会第130年会
  • 発表場所: 岡山コンベンションセンター(岡山)
  • 年月日: 2010-03-28
• [学会発表] 希土類金属錯体を用いたin vivoイメージング用プローブの開発 (2009)
  • 著者名/発表者名: 水上進
  • 学会等名: 第47回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: アスティ徳島(徳島)
  • 年月日: 2009-10-30
• [学会発表] Development of MRI Probes for Detecting Biological Signals (2009)
  • 著者名/発表者名: Shin Mizukami, Hisashi Matsushita, Kazuya Kikuchi
  • 学会等名: Gordon Research Conference-Bioorganic Chemistry
  • 発表場所: Procter Academy, Andover, NH, USA.
  • 年月日: 2009-06-14
• [学会発表] 化学原理に基づくバイオイメージングツール開発 (2009)
  • 著者名/発表者名: 水上進
  • 学会等名: 第2回稲盛フロンティア研究講演会
  • 発表場所: 九州大学伊都キャンパス(福岡)
  • 年月日: 2009-05-19
• [学会発表] 光応答性薬物放出システムの開発 (2009)
  • 著者名/発表者名: 水上進・佐竹孝文・菊地和也
  • 学会等名: 日本薬学会第130年会
  • 発表場所: 神戸市産業振興センター(神戸)
  • 年月日: 2009-05-18
• [学会発表] レポーター酵素活性を検出する^19F MRIプローブ (2009)
  • 著者名/発表者名: 水上進・松下尚嗣・滝川利佳・菊地和也
  • 学会等名: 日本ケミカルバイオロジー学会第4回年会
  • 発表場所: 学術総合センター(東京都千代田区)
  • 年月日: 2009-05-14
• [図書] 「機能性分子設計に基づく蛋白質の蛍光ラベル化」蛍光イメージング/ MRIプローブの開発 (2011)
  • 著者名/発表者名: 水上進・菊地和也
  • 総ページ数: 79-88
  • 出版者: シーエムシー出版
• [図書] 「酵素活性を検出する19F MRIプローブの開発」蛍光イメージング/ MRIプローブの開発 (2011)
  • 著者名/発表者名: 水上進・菊地和也
  • 総ページ数: 97-103
  • 出版者: シーエムシー出版
• [図書] 「金属イオンプローブを用いた生体機能イメージング」化学フロンティア-生命現象を理解する分子ツール (2010)
  • 著者名/発表者名: 水上進・松下尚嗣・菊地和也
  • 総ページ数: 15-24
  • 出版者: 化学同人
• [備考]
  • URL: http://www-molpro.mls.eng.osaka-u.ac.jp/
• [産業財産権] タンパク質を蛍光標識する方法 (2012)
  • 発明者名: Kazuya Kikuchi, Shin Mizukami, Shuji Watanabe, Yuri Akimoto
  • 権利者名: Osaka University
  • 産業財産権番号: 特許、PCT/ JP2012/ 052227
  • 出願年月日: 2012-02-01
  • 外国
• [産業財産権] タンパク質を蛍光標識する方法 (2011)
  • 発明者名: 水上進、渡辺修司、秋元悠里、菊地和也
  • 権利者名: 大阪大学
  • 産業財産権番号: 特許、特願2010-20804
  • 出願年月日: 2011-02-02