細胞間シグナル伝達に応答するGTPase分子スイッチ機構解析ツールの開発

开发分析响应细胞间信号转导的 GTPase 分子开关机制的工具

• 批准号: 18038033
• 负责人: 竹内 俊文
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: Kobe 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 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-18038033/
• 关键词: ピレン; タンパク質; 蛍光プローブ; 分子認識; ウシ血清アルブミン; 低分子量GTP結合タンパク質

様々な生体反応やシグナル伝達を制御し、生命を維持しているタンパク質の検出・可視化に関する研究は近年重要な課題である。そこで、本研究では新規なピレン誘導体を蛍光プローブとしたタンパク質の選択的な検出を検討した。今回用いたピレン誘導体として、水中で高い量子収率を示すアルキニルピレンに水溶性エチレングリコール鎖を導入した化合物を合成した。実際に蛍光スペクトルを測定した結果、400nm付近にモノマー発光由来の発光帯と520nm付近にエキシマー発光由来の発光帯が現れた。ピレン誘導体の特徴的な光化学特性にはエキシマー構造をとることによる長波長領域での発光現象があり、水溶性アルキニルピレン誘導体においてこの挙動が実証できた。そこで、血漿タンパク質の一種であるウシ血清アルブミン(BSA)とアルキニルピレン誘導体との相互作用を蛍光分光法によって検討した。その結果、アルキニルピレン誘導体の蛍光スペクトルにおいてBSAの添加に伴いモノマー発光とエキシマー発光の強度比の明らかな変化が観測された。これはアルキニルピレン誘導体がBSAに結合したことを意味する。また、分子間相互作用に関する構造情報を得るために円偏光二色性(CD)スペクトルを測定したところCD活性であったことから、BSAとの相互作用によるアルキニルピレン誘導体の不斉誘導が確認された。さらに、様々なタンパク質で同様な検討を行った結果、アルキニルピレン誘導体のスペクトル変化にはタンパク質選択性があることを実証した。シグナル伝達に関与する低分子量GTP結合タンパク質を添加した際においても蛍光スペクトル変化が観測された。以上ことより、アルキニルピレン誘導体はタンパク質と相互作用が可能であり、これを蛍光プローブとして用いることはタンパク質の選択的可視化に有効であることが立証された。

The research on biological reaction, biological control, biological maintenance, biological detection and visualization has become an important topic in recent years. In this study, the new method of induction was discussed. The present invention relates to a method for synthesizing a compound with a high quantum yield in water. In the meantime, the emission spectrum of the light source at 400nm and the emission spectrum at 520nm were measured. Photochemical characteristics of the inducer: structure, light emission in the long wavelength region, water solubility, light emission in the inducer. The interaction between BSA and plasma inducer was investigated by spectrophotometry. The results show that the light intensity ratio of BSA is higher than that of the light intensity ratio. This means that BSA is bound to the protein. Structure information related to molecular interactions was obtained and polarized dichroism (CD) was determined. CD activity was determined and BSA interaction was confirmed. The results of the qualitative and quantitative analysis show that: In addition to the low molecular weight GTP binding agent, the low molecular weight GTP binding agent can be used to detect the high molecular weight GTP binding agent. The above is a good example of how the interaction between the two substances can be realized.