研究課題
生体内で光や濃度勾配などの外部エネルギーを機械的な動きに変換する分子を生体内分子モーターと呼ぶ。分子モーターの働きによって細胞は変形・移動し、細胞内では様々な高分子の輸送が行われる1)。なかでも光照射に応答して化学構造を異性化させるフォトスイッチング機能は近年、有機材料等に応用できるフォトクロミック分子として注目されている。アゾベンゼンあるいはその誘導体は、色素 (アゾ色素) として有名であるが、光照射による構造異性化を生じる代表的な化合物でもある。紫外光照射にてπ-π*遷移し、トランス体からシス体へと異性化し、逆に可視光照射にてn-π*遷移することで、シス体からトランス体に異性化させる。特定波長の光を制御しながら照射することで構造異性化を繰り返し、分子モーターとしての活躍が期待される。本研究は、アゾベンゼン誘導体を細胞内に局在化させ、光異性化による影響を観察した。細胞内微小器官局在化部位として分子内にホスホニウム塩を導入した分子を設計し、溶液中での光異性化実験を行ったところ当初の予定通り可視光領域の光照射によって異性化を確認できた。さらに、細胞内での分子の局在化を確認するために蛍光色素であるBODIPYを導入した分子も合成し細胞内導入の後、光異性化に必要な波長領域の光照射を行った。その結果、まず細胞内局在化部位については、当初の狙いであったミトコンドリアへの局在は観測されずリソソームへの局在が観測された。光照射実験に関しては、目的分子を導入した細胞に光照射を行ったところ、コントロール実験と有意な差で細胞死が観測できた。この細胞死が引き起こされた原因は色素への光照射による一重項酸素の発生ではない事は明らかで、その直接的な原因について検討を行っている。
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