超高速時間分解計測・高度計算科学による酵素内反応追跡に向けた化合物最適化技術開発

使用超高速时间分辨测量和先进的计算科学开发用于跟踪酶内反应的化合物优化技术

• 批准号: 21K04989
• 负责人: 樋山 みやび
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Gunma University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K04989/
• 关键词: ケージドルシフェリン; 光開裂量子収率; 光開裂断面積; 光褪色量子収率; 光褪色断面積; ホタルルシフェリン; ケージド化合物; 生物発光

光照射によりホタルルシフェリン（以下、ルシフェリンとする）を生成するケージドルシフェリンは、生体内in vivoイメージングへの応用が期待される。この光照射型ケージドルシフェリンに対して、光照射によるケージド基開裂過程の詳細を明らかにし、ケージド化合物の評価方法を確立するためには、高純度の結晶が必要である。当研究室にて独独自に開発したケージドルシフェリン7-diethylaminocoumarin-4-yl)methyl-caged D-luciferin (DEACM-ケージドルシフェリン)に対して、純度測定・吸収測定・光解離実験を行う必要があるため、まず、DEACM-ケージドルシフェリン合成方法の改良を試みた。その結果、これまでよりも多く（112mg）、さらに、純度の高い(約96%)化合物の合成に成功した。2021年度に、標準的なホタル生物発光の発光量子収率は41%であること、および、発光量（生物発光スペクトルのスペクトル積算値）からルシフェリン の分子数を見積もることができることを示した。そこで2022年度は上記の生物発光方法を利用し、光照射したDEACMケージドルシフェリンから生成したD-ルシフェリンの分子数を定量した。照射光には、水銀ランプと405nmおよび325nmのフィルターを組み合わせ、405nmと325nmの光を用いた。DEACMケージドルシフェリンから生成したD-ルシフェリン分子数と光照射時間の関係から、光開裂を定量的に示す物理量である光開裂量子収率および光開裂断面積を決定した。その結果、DEACMケージドルシフェリンの光開裂量子収率は325 nm光照射の場合5.41×10-4、405 nm であり光照射の場合6.23×10-5 であることがわかった。すなわち、ケージド化合物の定量的な評価方法を確立することができた。

Light is used to illuminate the body (below) and to generate the in vivo that is expected to be used. The method of light irradiation is used to make sure that the temperature is high, and the temperature of the system is very high. When the laboratory is on its own, it is necessary to improve the synthesis method of photolysis in the presence of DEACM- (DEACM-), absorption and photolysis. 7-diethylaminocoumarin-4-yl) The results showed that the synthesis of the compound was successful (about 96%). The results showed that the compounds with high concentration (112mg), high temperature and high concentration (about 96%) were successfully synthesized. For the year 2021, the quantum rate of biological light is 41%. The amount of light (biological light) is different from that of active calculation. In 2022, the bioluminescence method was used to quantify the number of molecules by means of DEACM irradiation. Light, water, 405nm, 325nm, 405nm, 325nm, light, and light. DEACM is used to determine the number of molecules, the number of molecules. The results show that the quantum rate of DEACM is 325nm. The quantum rate of light irradiation is 5.41 × 10 ~ (- 4), and that of 405 nm radiation is 6.23nm. A quantitative method for the determination of compounds is established.

项目成果

生物発光研究と原子分子物理学

生物发光研究和原子分子物理

• 发表时间: 2022
• 作者: Tomotsumi Fujisawa;Kouta Kinoue;Ryouhei Seike;Takashi Kikukawa;Masashi Unno;樋山みやび
• 通讯作者: 樋山みやび

ホタル生物発光基質D-LuciferinのC1s内殻励起スペクトル測定

萤火虫生物发光底物D-荧光素的C1s核心激发光谱测量

• 发表时间: 2022
• 作者: 工藤優斗，熊木文俊;足立純一，長坂将成，野口良史，古賀信明，板橋英之，樋山みやび
• 通讯作者: 足立純一，長坂将成，野口良史，古賀信明，板橋英之，樋山みやび

近赤外線基質seMpaiの吸収特性

近红外基板sempai的吸收特性

• 发表时间: 2022
• 作者: 原田昌拓;小野稜平;柴山竜毅;大澤敬太;内山保;野口良史;森屋亮平;青山洋史;北田昇雄;牧昌次郎;平野誉;秋山英文;板橋英之;樋山みやび
• 通讯作者: 樋山みやび

7-(diethylaminocoumarin4-(yl)methyl caged D-luciferin)の合成および吸収・蛍光スペクトル測定

7-(二乙氨基香豆素4-(基)甲基笼D-荧光素)的合成及吸收和荧光光谱测定

• 发表时间: 2021
• 作者: 﨑元 柊;熊谷 遼;菅野 研一郎;板橋 英之;樋山 みやび
• 通讯作者: 樋山 みやび

ホタル発光基質類似体D-AkaLumineの発光量子収率のpH依存性

萤火虫发光底物类似物 D-AkaLumine 的发光量子产率的 pH 依赖性

• 发表时间: 2022
• 作者: 藤澤遼;五十幡康弘;藤波美起登;清野淳司;中井浩巳;奥村光隆;小野稜平，大澤敬太，高橋由太翔，野口良史，北田昇雄，森屋亮平，平野 誉，牧 昌次郎，柴田桂成，秋山英文，菅野研一郎，板橋英之，樋山みやび
• 通讯作者: 小野稜平，大澤敬太，高橋由太翔，野口良史，北田昇雄，森屋亮平，平野 誉，牧 昌次郎，柴田桂成，秋山英文，菅野研一郎，板橋英之，樋山みやび