レポーター酵素感受性光機能性分子の創製による新しい生体機能解析ツールの構築

通过创建报告酶敏感光功能分子构建新的生物功能分析工具

• 批准号: 05J11946
• 负责人: 神谷 真子
• 金额: $ 1.79万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-05J11946/
• 关键词: 蛍光プローブ; β-ガラクトシダーゼ; 活性酸素種; 光誘起電子移動; TokyoGreen; 癌イメージング; ウェスタンブロット; アルカリフォスファターゼ

現在までに、新規フルオレセインを母核として分子内光誘起電子移動(PeT)を最適化することで、β-ガラクトシダーゼに対する高感度蛍光プローブ(TG-βGal、AM-TG-βGal)の開発に成功した。そこで本年度においては、同様のストラテジー、つまりPeT、による精密な蛍光制御法が、フルオレセインとローダミンの骨格を半分ずつ有するロドール骨格にも有効であるか検討した。ロドール骨格は、フルオレセインの持つ優れた蛍光特性(高いモル吸光係数・蛍光量子収率)に加え、フルオレセインよりも褪色に強い、導入する置換基により吸収・蛍光波長が変えられるという魅力的な特性を有するにも関わらず、これまでに蛍光プローブの母核として用いられることが少なかったため、本研究においてはその特長を生かした新規蛍光プローブの開発を行うことを考えた。まず始めに、ロドール骨格のフェノール性水酸基に、ROSとの反応部位兼蛍光消光部位としてHydroxyphenyl基、Aminophenyl基を導入したRhodo1-HP及びRhodol-APを開発した。蛍光特性を精査した結果、これらのプローブの蛍光強度は低く抑えられていたことから、ロドールの蛍光もPeTにより制御可能であることが示された。また、各種ROSとの反応性を検討した結果、Rhodol-APはOCl選択的に蛍光強度上昇を示し、当研究室で開発したHPF、APFやMitoHR、MitoARとは異なるROS選択性を示すことが明らかになった。また、好中球で産生されるROSも蛍光検出できることが示された。また、ロドール骨格を母核として、β-ガラクトシダーゼに対する蛍光プローブHM-rhodol-βGalの開発も行った。このプローブはβ-ガラクトシダーゼと反応することにより約90倍の蛍光強度上昇を示し、かつ生細胞におけるβ-ガラクトシダーゼ活性を検出可能であることが示された。

迄今为止，我们以新型荧光素为核心，通过优化分子内光诱导电子转移（PeT），成功开发了高灵敏度的β-半乳糖苷酶荧光探针（TG-βGal、AM-TG-βGal）。因此，今年，我们研究了类似的策略，即使用PeT的精确荧光控制方法，是否对具有一半荧光素和一半罗丹明骨架的对甲酚骨架有效。除了具有荧光素优异的荧光特性（高摩尔消光系数和荧光量子产率）之外，对甲酚骨架还具有比荧光素更耐褪色以及能够根据引入的取代基改变吸收和荧光波长的吸引人的特性尽管具有此功能，但它很少被用作荧光探针的母核，因此在本研究中，我们旨在开发一种利用此功能的新荧光探针。首先，我们开发了Rhodo1-HP和Rhodol-AP，其中羟基苯基和氨基苯基被引入到Rhodol骨架的酚羟基中作为与ROS的反应位点和荧光猝灭位点。检测荧光特性的结果是，这些探针的荧光强度保持在较低水平，这表明红豆蔻的荧光也可以通过PeT控制。此外，通过检查其与各种ROS的反应性，我们发现Rhodol-AP与OCl选择性地增加荧光强度，并且表现出与我们实验室开发的HPF、APF、MitoHR和MitoAR不同的ROS选择性。变得清晰起来。研究还表明，中性粒细胞产生的 ROS 也可以被荧光检测到。我们还以rhodol骨架为核心，开发了β-半乳糖苷酶荧光探针HM-rhodol-βGal。该探针与β-半乳糖苷酶反应时，荧光强度增加约90倍，并且能够检测活细胞中的β-半乳糖苷酶活性。

项目成果

実験がうまくいく蛍光・発光試薬の選び方と使い方

如何选择和使用荧光/发光试剂以实现成功的实验

• 发表时间: 2007
• 作者: 神谷 真子;浦野 泰照
• 通讯作者: 浦野 泰照

Extension of the Application Range of Fluorescein : A Novel Fulorescein-based Probe for Western Blot Analysis

荧光素应用范围的扩展：一种用于蛋白质印迹分析的新型荧光素探针

• 发表时间: 2005
• 期刊: Angewandte Chemie Int.Ed. 44
• 作者: M.Kamiya;Y.Urano;N.Ebata;M.Yamamoto;J.Kosuge;T.Nagano.
• 通讯作者: T.Nagano.

An enzymatically activated fluorescence probe for targeted tumor imaging

• DOI: 10.1021/ja067710a
• 发表时间: 2007-04-04
• 期刊: JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY
• 影响因子: 15
• 作者: Kamiya, Mako;Kobayashi, Hisataka;Urano, Yasuteru
• 通讯作者: Urano, Yasuteru

新規フルオレセイン骨格に基づいた高感度蛍光プローブの開発と応用

基于新型荧光素骨架的高灵敏荧光探针的研制及应用

• 发表时间: 2007
• 作者: 神谷 真子;浦野 泰照;小林 久隆;長野 哲雄
• 通讯作者: 長野 哲雄

細胞内滞留型新規β-galactosidase蛍光プローブを用いた癌蛍光イメージング法の開発

使用驻留在细胞内的新型β-半乳糖苷酶荧光探针开发癌症荧光成像方法

• 发表时间: 2008
• 期刊: 日本ケミカルバイオロジー研究会学会機関誌「Chemical biology」 1
• 作者: 神谷真子;et al.
• 通讯作者: et al.