金属錯体の配位空間制御を応用した生体機能可視化センサー分子

应用金属配合物配位空间控制的生物功能可视化传感器分子

• 批准号: 18033034
• 负责人: 菊地 和也
• 金额: $ 2.43万
• 依托单位: Osaka University
• 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: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-18033034/
• 关键词: ランタノイド金属錯体; 配位空間; 時間分解; 蛍光センサー; 可視化; 生体内分子; MRI; マーカー遺伝子; ランダノイド; 配位空間変化; イメージング

生体分子の機能を解明するうえで重要な課題のひとつは分子の機能を生きたまま読み取ることである。生きたままの機能を読み取る技術として、蛍光イメージングは極めて有用な方法である。本研究では、金属錯体の配位空間を制御することにより生体分子の機能を蛍光特性の変化で検出することのできる蛍光プローブの開発に関して検討した。金属錯体の中でもランタノイド金属錯体は、蛍光プローブの開発の観点から非常に興味深い性質を持っている。ランタノイド金属錯体は、長い蛍光寿命をもち、時間分解することにより細胞中に存在する生体分子由来のバックグラウンド蛍光を取り除くことができる。このため、ランタノイド金属錯体の配位空間から構成される蛍光プローブを用いることで、時間分解法による高精度の測定が可能となる。また、ランタノイドイオンはモル吸光係数が小さいため、蛍光を得るにはアンテナ分子からのエネルギー移動を利用することが必要である。そこで、配位空間にアンテナ分子を組み込み、プロテーゼとの反応によりランタノイド金属錯体からの蛍光強度が変化するようにアンテナ分子にスイッチ機能を持たせたプローブを作製した。その結果、プロテアーゼとプローブは反応し、蛍光強度が上昇した。また、時間分解することにより、バックグラウンド蛍光が除かれ非常に高いS/N比でプロテアーゼの活性を検出することに成功した。本研究で考案した原理は、スイッチ機能を組み込んだアンテナ分子の種類を変えることで、プロテアーゼ以外の酵素反応の検出にも応用できるため、様々な生体分子へのプローブの開発に非常に有用な情報を提供すると考えられる。

The を explanation of the molecular <s:1> function of living organisms is an important するうえで topic. The <s:1> ひと するうえで molecular <s:1> function を of living organisms takes る たまま読み とである. Function of raw き た ま ま の を 読 み る technology と し て 蛍 light イ メ ー ジ ン グ は extremely め て useful な method で あ る. This study で は, metal misprinted の ligand space を suppression す る こ と に よ り raw body function of molecular の を 蛍 light feature の variations change で 検 out す る こ と の で き る 蛍 light プ ロ ー ブ の open 発 に masato し て beg し 検 た. In metal misprinted の で も ラ ン タ ノ イ ド metal misprinted は 蛍 light プ ロ ー ブ の open 発 の 観 point か ら nature very deep に tumblers い を hold っ て い る. ラ ン タ ノ イ ド metal misprinted は, long い 蛍 light life を も ち, time decomposition す る こ と に よ に り cells exist す る raw body molecular origin の バ ッ ク グ ラ ウ ン ド 蛍 light を take り except く こ と が で き る. こ の た め, ラ ン タ ノ イ ド metal misprinted の ligand space か ら constitute さ れ る 蛍 light プ ロ ー ブ を with い る こ と で, time decomposition method に よ る determination of high precision の が may と な る. ま た, ラ ン タ ノ イ ド イ オ ン は モ ル absorptivity が small さ い た め, 蛍 light を る に は ア ン テ ナ molecular か ら の エ ネ ル ギ ー mobile を using す る こ と が necessary で あ る. そ こ で, coordinate space に ア ン テ ナ molecular を group み 込 み, プ ロ テ ー ゼ と の anti 応 に よ り ラ ン タ ノ イ ド metal misprinted か ら の 蛍 light intensity が variations change す る よ う に ア ン テ ナ molecular に ス イ ッ チ function を hold た せ た プ ロ ー ブ を cropping し た. The そ た result, the プロテア ゼとプロ ゼとプロ ゼとプロ ブ ブ た is contrary to the 応 プロテア, and the 蛍 light intensity が increases by た た. ま た, time decomposition す る こ と に よ り, バ ッ ク グ ラ ウ ン ド 蛍 light が except か れ に い very high S/N ratio で プ ロ テ ア ー ゼ の active を 検 out す る こ と に successful し た. で test case in this study し た principle は, ス イ ッ チ function を group み 込 ん だ ア ン テ ナ の molecule を - え る こ と で, プ ロ テ ア ー ゼ outside の enzyme reverse 応 の 検 out に も 応 with で き る た め, others 々 な raw body molecular へ の プ ロ ー ブ の open 発 に very useful に な intelligence を provide す る と exam え ら れ る.

项目成果

Design and synthesis of an enzyme activity-based labeling molecule with fluorescence spectral change

• DOI: 10.1021/ja0657307
• 发表时间: 2006-12-20
• 期刊: JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY
• 影响因子: 15
• 作者: Komatsu, Toru;Kikuchi, Kazuya;Nagano, Tetsuo
• 通讯作者: Nagano, Tetsuo

A Gd^<3+>-Based Magnetic Resonance Imaging Contrast Agent Sensitive to beta-Galactosidase Activity Utilizing a Receptor-Induced Magnetization Enhancement(RIME)phenomenon

利用受体诱导磁化增强(RIME)现象的对β-半乳糖苷酶活性敏感的基于Gd^3>的磁共振成像造影剂

• 发表时间: 2008
• 期刊: Chemistry-A European Journal 14
• 作者: Shin Mizukami;Kenjiro Hanaoka
• 通讯作者: Kenjiro Hanaoka

Modulation of luminescence intensity of lanthanide complexes by photoinduced electron transfer and its application to a long-lived protease probe

• DOI: 10.1021/ja060729t
• 发表时间: 2006-05-31
• 期刊: JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY
• 影响因子: 15
• 作者: Terai, Takuya;Kikuchi, Kazuya;Nagano, Tetsuo
• 通讯作者: Nagano, Tetsuo

Inhibition of Presynaptic Activity by Zinc Released From Mossy Terminals During Tetanic Stimulation.

强直刺激期间苔藓末梢释放的锌对突触前活动的抑制。

• 发表时间: 2006
• 期刊: J.Neurosci.Res. 83
• 作者: A.Minami;N.Sakurada;S.Fuke;K.Kikuchi;T.Nagano;N.Oku;A.Takeda
• 通讯作者: A.Takeda

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