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2011 年度 実績報告書

化合物固定化を基軸としたケミカルゲノミクスプラットフォームの革新と高度化研究

研究課題

研究課題/領域番号 22310132
研究機関東北大学

研究代表者

叶 直樹  東北大学, 大学院・薬学研究科, 准教授 (40317293)

キーワード化学生物学 / 化学遺伝学 / 化合物固定化 / マイクロアレイ / アフィニティー樹脂
研究概要

本年度までに、NADH固定化ガラス基板を利用したチトクロムP450の基質特異性検出マイクロアレイシステムを構築した。本システムは、NADH固定化基板上に形成させた微小液滴中で小分子とP450を反応させ、基質酸化反応に伴って生成したNAD^+をNAD^+特異的検出プローブで検出するハイスループットスクリーニングシステムである。小分子ライブラリーの微小液滴アレイを用いれば、ライブラリー中の小分子がP450の基質か否かの迅速かつ網羅的な判断が可能となる。NAD^+の検出には、ビオチン化アセトフェノンと蛍光ラベル化ストレプトアビジンを用いた二段階検出法を用いており、今年度の前半はその検出条件の最適化を行った。しかしながら、上記の試薬を用いた二段階検出法ではシグナルーノイズ比(S/N比)の大幅な改善が達成できなかったため、今年度の後半は二段階検出法ではなく、NAD^+と反応して蛍光を発する発蛍光性の新規検出プローブの創製に取り組んだ。具体的にはプローブとして各種置換型アセトフェノン、アセチルフラン、アセチルチオフェン、アセチルベンゾフランを基質モデルのN-メチルニコチンアミドと反応させ、生成物の蛍光特性を調べた。その結果、NAD^+と反応して1,7-ナフチリジン-1(7H)-オン型蛍光色素を発生する新規2-アセチルベンゾフラン型プローブの創製に成功した。本プローブとN-メチルニコチンアミドから発生する1,7-ナフチリジン-1(7H)-オン型蛍光色素は、励起極大波長450nm,蛍光極大波長555nmと約100nmのストークスシフトを持ち、かつ量子収率が0.4程度と良好な蛍光特性を有するため、NADH基板上でのNAD^+の検出に有効だと考えられる。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

NADH固定化ガラス基板を利用したチトクロムP450の基質特異性検出マイクロアレイシステムに関しては検出系のS/N比の大幅な改善が見られていないが、ポジティブコントロールとの差は明確に見えるようになっている。まだP450camという分子種でしか検討していないため、今後、他の分子種を用いた検討を行う予定である。

今後の研究の推進方策

NADH固定化ガラス基板を利用したチトクロムP450の基質特異性検出マイクロアレイシステムに関しては前述した通り、新規発蛍光性プローブを用いた検出系を検討し、他の分子種を用いた場合の一般性を確認する。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2011 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (8件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Detection of cytochrome P450 substrates using a small-molecule droplet array on an NADH-immobilized solid surface2011

    • 著者名/発表者名
      H.Takayama
    • 雑誌名

      ChemBioChem

      巻: 12 ページ: 2748-2752

    • DOI

      10.1002/Cbic.201100541

    • 査読あり
  • [学会発表] 化合物アレイ型プラットフォームを用いたcytochrome P450の基質スクリーニング法の開発2011

    • 著者名/発表者名
      叶直樹
    • 学会等名
      第53回天然有機化合物討論会
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      20110927-20110929
  • [学会発表] ジスルフィド含有光親和型アフィニティービーズの開発と応用2011

    • 著者名/発表者名
      守谷崇
    • 学会等名
      第46回天然物化学談話会
    • 発表場所
      熱川ハイツ・静岡
    • 年月日
      20110707-20110709
  • [学会発表] キラルRh(II)錯体を用いる3位置換ベンゾフランに対する酸化的アミノ化反応2011

    • 著者名/発表者名
      澁田拓郎
    • 学会等名
      第46回天然物化学談話会
    • 発表場所
      熱川ハイツ・静岡
    • 年月日
      20110707-20110709
  • [学会発表] Methyl gerfelinをリードとしたGLO1選択的破骨細胞分化阻害剤の合成と評価2011

    • 著者名/発表者名
      鈴木貴大
    • 学会等名
      日本ケミカルバイオロジー学会第6回年会
    • 発表場所
      東京工業大学
    • 年月日
      20110523-20110525
  • [学会発表] Methyl gerfelinをリードとしたGLO1選択的破骨細胞分化阻害剤の合成と評価2011

    • 著者名/発表者名
      鈴木貴大
    • 学会等名
      日本ケミカルバイオロジー学会第6回年会
    • 発表場所
      静岡・熱川ハイツ
    • 年月日
      20110523-20110525
  • [学会発表] Detection of cytochrome P450 substrates using a small-molecule droplet array on an NADH-immobilized solid surface2011

    • 著者名/発表者名
      Naoki Kanoh
    • 学会等名
      2011 RIEN Chemical Biology Symposium
    • 発表場所
      RIKEN, Saitama
    • 年月日
      2011-10-20
  • [学会発表] Detection of Cytochrome P450 Substrates Using Small-Molecule Microarrays2011

    • 著者名/発表者名
      Naoki Kanoh
    • 学会等名
      14^<th> Asian Chemical Congress
    • 発表場所
      Bangkok, Thailand(招待講演)
    • 年月日
      2011-09-06
  • [学会発表] 小分子アレイシステムを用いた微生物由来P450分子群の機能解析2011

    • 著者名/発表者名
      叶直樹
    • 学会等名
      新学術領域研究「生合成マシナリー」第2回公開シンポジウム
    • 発表場所
      東京大学
    • 年月日
      2011-06-04
  • [図書] Genomics and Proteomics : Reviews and Protocols2011

    • 著者名/発表者名
      H.Takayama, 他
    • 総ページ数
      75-84
    • 出版者
      Humana Press
  • [備考]

    • URL

      http://www.pharm.tohoku.ac.jp/~gousei/synthetic/index.htnnl

URL: 

公開日: 2013-06-26  

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