生体分子の高次デジタル計測を実現する光機能性プローブの開発とその応用

实现生物分子高阶数字测量的光学功能探针的开发与应用

• 批准号: 19021010
• 负责人: 浦野 泰照
• 金额: $ 3.33万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 2008
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19021010/
• 关键词: 蛍光プローブ; グルタチオンS-トランスフェラーゼ; フルオレセイン; 光誘起電子移動; イメージング; ローダミン; 活性酸素種; 次亜塩素酸; ミトコンドリア; 酸化ストレス; 分子内閉環

本特定領域研究は、生きている状態の生体試料中で機能し、各種生体関連分子群の時空間的なデジタル計測を可能とする蛍光プローブ開発を目的とするものである。本年度はまずグルタチオンS-トランスフェラーゼ(GST)活性を検出可能な蛍光プローブの開発を行った。GSTは薬物第二相抱合反応を司る酵素として広く知られているが、近年では他の生体内酵素群の機能調節タンパク質として働いていることも指摘されており、その細胞内動態、活性制御機構に注日が集まっている。プローブは申請者がこれまでに確立してきた光誘起電子移動を原理とする設計法に基づいて設計・合成した。具体的には蛍光個としてフルオレセインを持ち、GST反応部位としてジニトロベンゼン誘導体を有するプローブを合成したところ、プローブ自身はほぼ無蛍光であるが、GSTによりグルタチオン化され強蛍光性の生成物を与えることが示され、GST活性検出蛍光プローブとして機能することが示された。そこで次に本プローブを種々の培養細胞へと適用したところ、ある種の細胞ではWestern blotによってGSTが豊富に存在することがわかっているにもかかわらず、その活性はきわめて低く抑えられていることが明らかとなった。本細胞のLysateを作成すると、そのGST活性は極めて高いため、細胞が生きている状態では何らかの機構によりGSTの活性が制御されていることが明らかとなった。本知見は、生細胞内酵素活性検出蛍光プローブの開発によって初めて得られたものであり、今後本プローブを用いた様々な応用研究が期待される。

这一特定研究领域旨在开发在活体生物样本中起作用的荧光探针，并能够对各种生物相关分子组进行时空数字测量。今年，我们首先开发了一种可以检测谷胱甘肽S-转移酶（GST）活性的荧光探针。 GST被广泛认为是一种控制第二相药物缀合反应的酶，但近年来也有人指出它作为体内其他酶的功能调节蛋白，及其细胞内动力学和活性控制机制很多人都在关注这一天。该探针是基于申请人迄今为止建立的基于光诱导电子转移原理的设计方法来设计和合成的。具体来说，我们合成了一种以荧光素为荧光部分、以二硝基苯衍生物为 GST 反应位点的探针，尽管探针本身几乎不发荧光，但它被 GST 谷胱甘肽化，产生强荧光产物。用于检测 GST 活性的荧光探针。当我们接下来将该探针应用于各种培养细胞时，我们发现，尽管根据蛋白质印迹分析发现某些类型的细胞中 GST 含量丰富，但其活性却非常低。当该细胞产生裂解液时，其 GST 活性极高，这表明细胞存活时 GST 活性受到某种机制的调节。这一发现是通过开发用于检测活细胞中酶活性的荧光探针而首次获得的，我们希望该探针将来能够用于各种应用研究。

项目成果

Selective photoinactivation of protein function through environment-sensitive switching of singlet oxygen generation by photosensitizer

• DOI: 10.1073/pnas.0611717105
• 发表时间: 2008-01
• 期刊: Proceedings of the National Academy of Sciences
• 作者: T. Yogo;Y. Urano;A. Mizushima;Hisato Sunahara;Takanari Inoue;K. Hirose;M. Iino;K. Kikuchi

Medical Bio

医疗生物

• 发表时间: 2007
• 作者: Akihisa Takeuchi;Yasuko Terada;Yoshio Suzuki;Kentaro Uesugi;Sadao Aoki;君塚 信夫;浦野 泰照
• 通讯作者: 浦野 泰照

"化学"の力を駆使して、生きている試料の中で今起きていることを詳らかにする

利用化学的力量来澄清活体样本中当前发生的情况

• 发表时间: 2008
• 作者: Sogo;T.;et.al.;浦野泰照
• 通讯作者: 浦野泰照

次亜塩素酸特異的蛍光プローブHySOxを用いたファゴサイトーシスイメージング

使用次氯酸特异性荧光探针 HySOx 进行吞噬作用成像

• 发表时间: 2007
• 作者: T. Hirahara;K. Miyamoto;A. Kimura;Y. Niinuma; G. Bihlmayer;E. V. Chulkov;T. Nagao;I. Matsuda;S. Qiao;K. Shimada;H. Namatame;M. Taniguchi;and S. Hasegawa;谷口尚;浦野 泰照
• 通讯作者: 浦野 泰照

Rational Development of Novel Fluorescence Probes for Visualizing Cellular Responses and Targeted Tumor Imaging

合理开发用于可视化细胞反应和靶向肿瘤成像的新型荧光探针

• 发表时间: 2008
• 作者: Y. Fujikawa;T. Sakurai;R. M. Tromp;大井航;Yasuteru Urano
• 通讯作者: Yasuteru Urano