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2015 年度 実績報告書

楕円率検出型円二色性分光法の超高感度化と生体分子-薬剤間相互作用解析への応用

研究課題

研究課題/領域番号 25410167
研究機関東北大学

研究代表者

荒木 保幸  東北大学, 多元物質科学研究所, 准教授 (80361179)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
キーワードキラリティ / 円二色性
研究実績の概要

円二色性(CD)測定は、核酸やタンパク質の高次構造を鋭敏に検出可能であり、生体内環境、つまりは溶液中における構造・動的挙動解明の有効な手法の一つであるが、比較的高濃度試料が必要であるため、上記した生体機能分子由来の問題点により、その有用性が遺憾なく発揮されているとはいい難い。本課題では、代表者がこれまで独自に取り組んできた楕円偏光を利用するCDの新規測定手法を発展させ、CD測定装置の超高感度化を達成し、超希薄溶液でのCD測定を可能とし、それを小分子での実証実験により確立した後、生体機能分子-薬剤間相互作用の解析へと応用する。
本年度は、実際に生体分子を用いた微量検出の実証実験を行う。その際、可視領域から紫外領域までを通したCD検出をもくろみ、試金石的な化合物として、カチオン性ポルフィリン色素と二重らせんDNAとの相互作用の解析を通し、10-6 M 程度のDNAおよびカチオン性ポルフィリンにおけるCD測定を試みた。その結果、可視領域におけるカチオン性ポルフィリンの光学遷移に誘起されるCDスペクトルの測定がポルフィリン濃度が10-5M程度では十分に可能であることが判明した。また、カチオン性ポルフィリンとDNAとの相互作用は光線力学療法への応用が期待されている分野であり、ポルフィリンが光励起された状態でのCDスペクトル観測は、実際の光線力学療法の理解につながる重要な知見である。そのため、ポルフィリンをレーザー光により光励起し、そのCDスペクトル変化を検出することを試みたところ、ポルフィリンの光励起三重項状態の生成に伴う、ポルフィリンの過渡的な退色が十分な感度で検出可能であることが判明した。この実験から、本研究により構築したCD測定法を用いることで、ナノーマイクロ秒領域における時間分解CD測定法への発展が可能であることが実証されたと考えられる。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 1件、 査読あり 6件、 謝辞記載あり 6件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Synthetic Control of Photophysical Process and Circularly Polarized Luminescence of [5]Carbohelicene Derivatives Substituted by Maleimide Units2016

    • 著者名/発表者名
      Hayato Sakai, Takako Kubota, Junpei Yuasa, Yasuyuki Araki, Tomo Sakanoue, Taishi Takenobu, Takehiko Wada, Tsuyoshi Kawai, and Taku Hasobe
    • 雑誌名

      Journal of Phyisical Chemistry C

      巻: 120 ページ: 7860-7869

    • DOI

      10.1021/acs.jpcc.6b01344

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Controlled Excited-State Dynamics and Enhanced Fluorescence Property of Tetrasulfone[9]helicene by a Simple Synthetic Process2016

    • 著者名/発表者名
      Yuki Yamamoto, Hayato Sakai, Junpei Yuasa, Yasuyuki Araki, Takehiko Wada, Tomo Sakanoue, Taishi Takenobu, Tsuyoshi Kawai, and Taku Hasobe
    • 雑誌名

      Journal of Phyisical Chemistry C

      巻: 120 ページ: 7421-7427

    • DOI

      10.1021/acs.jpcc.6b01123

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Long-Lived Triplet Excited States of Bent-Shaped Pentacene Dimers by Intramolecular Singlet Fission2016

    • 著者名/発表者名
      Takao Sakuma, Hayato Sakai, Yasuyuki Araki, Tadashi Mori, Takehiko Wada, Nikolai V. Tkachenko, and Taku Hasobe
    • 雑誌名

      Journal of Phyisical Chemistry A

      巻: 120 ページ: 1867-1875

    • DOI

      10.1021/acs.jpca.6b00988

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Synthetic Control of the Excited-State Dynamics and Circularly Polarized Luminescence of Fluorescent “Push-Pull” Tetrathia[9]helicenes2016

    • 著者名/発表者名
      Yuki Yamamoto, Hayato Sakai, Junpei Yuasa, Yasuyuki Araki, Takehiko Wada, Tomo Sakanoue, Taishi Takenobu, Tsuyoshi Kawai and Taku Hasobe
    • 雑誌名

      Chemistry - A European Journal

      巻: 22 ページ: 4263-4273

    • DOI

      10.1002/chem.201504048

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Highly Fluorescent [7]Carbohelicene Fused by Asymmetric 1,2-Dialkyl-Substituted Quinoxaline for Circularly Polarized Luminescence and Electroluminescence2015

    • 著者名/発表者名
      Hayato Sakai, Sho Shinto, Jatish Kumar, Yasuyuki Araki, Tomo Sakanoue, Taishi Takenobu, Takehiko Wada, Tsuyoshi Kawai, and Taku Hasobe
    • 雑誌名

      Journal of Phyisical Chemistry C

      巻: 119 ページ: 13937-13947

    • DOI

      10.1021/acs.jpcc.5b03386

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 生体機能分子の構造変化検出を指向した時間分解円二色性測定法の開発2015

    • 著者名/発表者名
      荒木保幸、和田健彦
    • 雑誌名

      光化学

      巻: 46 ページ: 41-44

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Time-resolved circular dichroism study on the photodynamics of cyclodextrin encapsulated aromatic molecules.2015

    • 著者名/発表者名
      M. Kuronuma, Y. Araki, S. SAKAMOTO, T. Wada
    • 学会等名
      Pacifichem 2015
    • 発表場所
      ホノルル.アメリカ合衆国
    • 年月日
      2015-12-15 – 2015-12-20
    • 国際学会
  • [学会発表] 時間分解円二色性(CD)測定を活用したシクロデキス トリン包接錯体の光励起状態における動的挙動解析2015

    • 著者名/発表者名
      黒沼 慎, 荒木 保幸, 坂本 清志, 和田 健彦
    • 学会等名
      第64回高分子討論会
    • 発表場所
      東北大学片平キャンパス(仙台市)
    • 年月日
      2015-09-15 – 2015-09-17
  • [学会発表] 生体機能分子の構造変化の高感度・高時間分解解 析を目指したCD測定装置の開発― 二重らせんDNA‐ポルフ ィリン誘導体相互作用の動的挙動解析の検討 ―2015

    • 著者名/発表者名
      佐藤 岳 仁 , 黒沼 慎 , 村上 慎 , 荒木 保幸 , 坂本 清志 , 和田 健 彦
    • 学会等名
      第64回高分子討論会
    • 発表場所
      東北大学片平キャンパス(仙台市)
    • 年月日
      2015-09-15 – 2015-09-17
  • [学会発表] かさ高い置換基を導入したカチオン性ポルフィリンと二重らせんDNA間相互作用の時間分解CD法による検討2015

    • 著者名/発表者名
      荒木保幸,佐藤岳仁,黒沼慎,坂本清志, 和田健彦
    • 学会等名
      2015年光化学討論会
    • 発表場所
      大阪市立大杉本キャンパス(大阪市)
    • 年月日
      2015-09-09 – 2015-09-11

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公開日: 2017-01-06  

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