生体マイクロチューブの重合ダイナミクスの可逆的光制御と擬似細胞マシン創製への応用

2012 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23655111
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 機能物質化学
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 深港 豪 北海道大学, 電子科学研究所, 助教 (80380583)
• 研究分担者: 亀井 敬 北海道大学, 電子科学研究所, 助教 (90450650) ; 玉置 信之 北海道大学, 電子科学研究所, 教授 (00344218)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2012
• キーワード: フォトクロミズム / 微小管 / 重合阻害剤 / アゾベンゼン / 生体機能 / 分子マシン

研究概要

本研究は、フォトクロミック分子の一つであるアゾベンゼンの光異性化反応で、微小管の重合・脱重合ダイナミクスを光可逆的にコントロールできるアゾベンゼンを開発し、それを擬似細胞マシンの創製へと応用することを目的としている。置換基の種類や置換位置の異なる種々のアゾベンゼン誘導体を合成し、微小管の重合阻害作用に及ぼす影響を徹底的に検討した結果、微小管に相互作用できる親水性のアミノ酸と、疎水性のアルキル鎖をパラ位に有することが可逆的な微小管の重合ダイナミクスには必要であることが明らかとなった。

研究成果

• [雑誌論文] Fluorescence photoswitching based on a photochromic pKa change in aqueous solutions (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Fukaminato, E. Tateyama, T. Tamaoki
  • 雑誌名: Chemical Communications 巻: Vol. 48No. 88 ページ: 10874-10876
  • DOI: DOI:10.1039/c2cc35889a
  • 査読あり
• [雑誌論文] A photochromic ATP analogue driving a motor protein with reversible light-controlled motility: controlling velocity and binding manner of a kinesin-microtubule system in an in vitro motility assay (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Kamei, T. Fukaminato, T. Tamaoki
  • 雑誌名: Chemical Communications 巻: Vol.48, No.61 ページ: 7625-7627
  • DOI: DOI:10.1039/c2cc33552b
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dynamic photo-control of kinesin on a photoisomerizable monolayer - hydrolysis rate of ATP and motility of microtubules depending on the terminal group (2012)
  • 著者名/発表者名: M. K. A. Rahim, T. Kamei, N. Tamaoki
  • 雑誌名: Organic & Biomolecular Chemistry 巻: Vol. 10, No.16 ページ: 3321-3331
  • DOI: DOI:10.1039/c2ob07167c
  • 査読あり
• [雑誌論文] Single-molecule Fluorescence Photoswitching: Design and Synthesis of Photoswitchable Fluorescent Molecules (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Fukaminato
  • 雑誌名: Journal of Photochemistry and Photobiology C; Photochemistry Reviews 巻: Vol.12, No. 3 ページ: 174-208
  • DOI: DOI:10.1016/j.jphotochemrev.2011.08.006
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dynamic photocontrol of the gliding motility of a microtubule driven by kinesin on a photoisomerizable monolayer surface (2011)
  • 著者名/発表者名: M. K. A. Rahim, T. Fukaminato, T. Kamei, N. Tamaoki
  • 雑誌名: Langmuir 巻: Vol. 27, No.17 ページ: 10347-10350
  • DOI: DOI:10.1021/la2024499
  • 査読あり
• [雑誌論文] フォトクロミック分子を用いた単一分子蛍光スイッチング (2011)
  • 著者名/発表者名: 深港豪、入江正浩
  • 雑誌名: 高分子 巻: 60巻 ページ: 74-75
• [学会発表] Photoregulation of Bio-activities based on photochromic materials (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Fukaminato
  • 学会等名: The 13th RIES-Hokudai International Symposium "律"
  • 発表場所: Chateraise Gateaux Kingdom Sapporo、Sapporo
  • 年月日: 2012-12-13
• [学会発表] Fluorescence photoswitching based on photochromic pKa changes in aqueous conditions (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Fukaminato, E. Tateyama, N. Tamaoki
  • 学会等名: The 13th RIES-Hokudai International Symposium " 律"
  • 発表場所: Chateraise Gateaux Kingdom Sapporo、Sapporo
  • 年月日: 2012-12-13
• [学会発表] Photo-control of motility of a kinesin/microtubule system by photochromic ATP analogues (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Kamei, T. Fukaminato, N. Tamaoki
  • 学会等名: The 13th RIES-Hokudai International Symposium " 律"
  • 発表場所: Chateraise Gateaux Kingdom Sapporo、Sapporo
  • 年月日: 2012-12-13
• [学会発表] Photoswitching offluorescence properties based on photochromic materials (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Fukaminato
  • 学会等名: One day symposium du PPSM 2012
  • 発表場所: ENS Cachan、France
  • 年月日: 2012-12-06
• [学会発表] Fluorescence photoswitching based on a photochromic pKa change in water (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Fukaminato, N. Tamaoki
  • 学会等名: Phenics International Network symposium 2012
  • 発表場所: Universite de Nantes、France
  • 年月日: 2012-12-01
• [学会発表] A photochromic ATP analogue driving a motor protein with reversibly light-controlled motility (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Kamei, T. Fukaminato, N. Tamaoki
  • 学会等名: Phenics International Network symposium 2012
  • 発表場所: Universite de Nantes、France
  • 年月日: 2012-11-29
• [学会発表] Highly efficient fluorescence photoswitching in molecular nanosystems based on diarylethenes (2012)
  • 著者名/発表者名: J. Su, R. Metivier, J. Piard, K.Nakatani, T. Fukaminato
  • 学会等名: Phenics International Network symposium 2012
  • 発表場所: Universite de Nantes、France
  • 年月日: 2012-11-29
• [学会発表] Single-molecule fluorescence photoswitching with a non-destructive readout capability (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Fukaminato
  • 学会等名: Groupe Francais de Photochemie, Photophysique et Photosciences
  • 発表場所: Laboratoire de Chimie Physique-Matiere et Rayonnement、France
  • 年月日: 2012-11-23
• [学会発表] 光応答性分子材料を用いた分子スイッチおよび生体機能の光制御 (2012)
  • 著者名/発表者名: 深港豪
  • 学会等名: 6回日本質量分析学会北海道談話会・研究会
  • 発表場所: 北海道大学、札幌(招待講演)
  • 年月日: 2012-10-16
• [学会発表] アゾベンゼンの光異性化による微小管重合-脱重合ダイナミクスの光制御 (2012)
  • 著者名/発表者名: 深港豪・亀井敬・齊藤健太・永井健治・玉置信之
  • 学会等名: 2012年光化学討論会
  • 発表場所: 東京工業大学・大岡山キャンパス、東京都
  • 年月日: 2012-09-14
• [学会発表] フォトクロミズムによるpKa変化を利用した水溶性蛍光スイッチング分子 (2012)
  • 著者名/発表者名: 深港豪・玉置信之
  • 学会等名: 2012年光化学討論会
  • 発表場所: 東京工業大学・大岡山キャンパス、東京都
  • 年月日: 2012-09-12
• [学会発表] 光スイッチング機能を有する微小管重合阻害剤:重合阻害に及ぼす置換基依存性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 深港豪・亀井敬・玉置信之
  • 学会等名: 日本化学会春季年会
  • 発表場所: 慶応義塾大学日吉キャンパス、東京都
  • 年月日: 2012-03-27
• [学会発表] 新規なフォトクロミックヌクレオチドアナログによる生体ナノモーターの駆動と運動の光制御 (2012)
  • 著者名/発表者名: 亀井敬・深港豪・玉置信之
  • 学会等名: 日本化学会春季年会
  • 発表場所: 慶応義塾大学日吉キャンパス、東京都
  • 年月日: 2012-03-27
• [学会発表] Photo-control of motility of a kinesin/microtubule system by photochromic ATP analogues (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Kamei, T. Fukaminato, N. Tamaoki
  • 学会等名: The 12th RIES-Hokudai International Symposium " 観"
  • 発表場所: Chateraise Gateaux Kingdom Sapporo、Sapporo
  • 年月日: 2011-11-21
• [学会発表] アントラセン基を有するジチアゾリルエテン誘導体のフォトクロミズムと蛍光特性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 大原裕樹・森本正和・深港豪・玉置信之・入江正浩
  • 学会等名: 2011年光化学討論会
  • 発表場所: 宮崎市河畔コンベンションエリア、宮崎県
  • 年月日: 2011-09-08
• [学会発表] アゾベンゼンのフォトクロミズムによる微小管タンパク質の重合-脱重合挙動の制御 (2011)
  • 著者名/発表者名: 深港豪・亀井敬・玉置信之
  • 学会等名: 2011年光化学討論会
  • 発表場所: 宮崎市河畔コンベンションエリア、宮崎県
  • 年月日: 2011-09-06
• [学会発表] フォトクロミック分子を用いた単一分子蛍光の光制御 (2011)
  • 著者名/発表者名: 深港豪
  • 学会等名: 第1回光科学異分野横断萌芽研究会
  • 発表場所: かんぽの宿奈良、奈良(招待講演)
  • 年月日: 2011-08-10