Development of small molecule fluorescent compounds and elaboration of fluorescent probe for periodontal bacteria

小分子荧光化合物的开发及牙周细菌荧光探针的研制

基本信息

批准号：
19K05740
负责人：
表雅章
金额：
$ 1.91万
依托单位：
Setsunan University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

分子サイズが小さく、水中でも蛍光性を保つ蛍光団の開発を目指し、これまでに幾つかの候補化合物を合成してきた。なかでも、2位にCH=CHCF3基（TFPE基）、5位にCN基を有するアニリン「5-CN-TFPEaniline」が、水中で発光できる蛍光団として極めて優秀なスコアを示した。通常、蛍光団は有機溶媒中で蛍光性を示しても、水系溶媒中では水素結合により蛍光性が相殺され、光らない。一方、当該の蛍光団は、水系溶媒中の蛍光量子収率が0.89であり、分子サイズからは考えられない蛍光性を有する。この特性を活かすべく、現在、5-CN-TFPEanilineを蛍光団に用いて、歯周病菌が産生するプロテアーゼの蛍光プローブ創製に取り組んでいる。歯周病菌は、加水分解酵素プロリルトリペプチジルアミノペプチダーゼ（PTP）を産生して活動するが、PTPは基質特異性が高く大きな蛍光団では酵素反応を妨げるため、PTPの酵素活性用蛍光プローブはこれまでに開発されていない。これまでの蛍光団とは異なり、5-CN-TFPE-anilineの小さな分子サイズ、水中で強い蛍光を発する蛍光性を利用すれば、PTPの蛍光プローブが創製できると考え、Gly-Phe-Pro-[5-CN-TFPEaniline]をターゲットプローブとし、それぞれの合成に着手した。2022年度の実績として、ターゲットプローブの合成は達成できた。また、ターゲットプローブを用いてPTP活性測定も実施できたが、選択した基質にアミノ酸配列が適切ではないことが分かり、現在、別のターゲットプローブの合成を行っている。この結果については、「第72回日本薬学会関西支部総会・大会」および「第45回フッ素化学討論会」にてポスター発表を行った。

为了开发一种即使在水中也能保持荧光的小分子荧光团，到目前为止，我们已经合成了几种候选化合物。其中，第2位具有CH=CHCF3基团（TFPE基团）、第5位具有CN基团的苯胺“5-CN-TFPEaniline”作为可在水中发光的荧光团表现出极其优异的成绩。通常，即使荧光团在有机溶剂中显示出荧光，在水性溶剂中荧光也会被氢键抵消，并且不发光。另一方面，所讨论的荧光团在水性溶剂中的荧光量子产率为0.89，并且具有从其分子大小来看出乎意料的荧光。为了利用这一特性，我们目前正在致力于使用 5-CN-TFPEaniline 作为荧光团，创建一种针对牙周细菌产生的蛋白酶的荧光探针。牙周病细菌通过产生水解酶脯氨酰三肽基氨肽酶（PTP）而具有活性，但PTP具有高底物特异性，并且大的荧光团会干扰酶促反应，因此以前没有开发出用于PTP酶活性的荧光探针。与传统的荧光团不同，我们相信可以利用 5-CN-TFPE-aniline 的小分子尺寸和荧光来创建 PTP 荧光探针，5-CN-TFPE-aniline 在水中会发出强荧光。有了目标探针，我们就开始了每一个的合成。 2022 财年，我们能够合成目标探针。我们还能够使用目标探针测量 PTP 活性，但结果发现氨基酸序列不适合所选底物，因此我们目前正在合成另一种目标探针。这些结果在第72届日本药学会关西分会全体大会暨学术会议以及第45届氟化学研讨会上以海报形式发表。