生きている状態での生理活性種の画像化

对生活条件下的生物活性物种进行成像

基本信息

批准号：
12877381
负责人：
長野哲雄
金额：
--
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2000
资助国家：
日本
起止时间：
2000 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12877381/
关键词：
バイオイメージング PET FRET プローブ蛍光蛍光顕微鏡一重項酸素カスパーゼ

项目摘要

本研究では"生きた状態"での生理活性種の機能解析を最終目的に生体の画像化(バイオイメージング)を行うが,そのためのプローブとなる新規化合物を創製した。はじめにプローブ設計の指針となる原理の開発を行い、それに基づいて種々検討した結果、今回2種の生理活性小分子プローブの開発に成功した。A)Photoinduced Electron Transferメカニズムを原理とした画像化プローブの開発この研究(A)では上記メカニズムに基づき種々検討とした結果、活性酸素種である一重項酸素を特異的に検出できるプローブ試薬の開発に成功した.一重項酸素は化学的には古くより多くの有機化学者、物理化学者によりその物性および化学的特性について検討が加えられてきたが、生体における作用すなわち生理的意義については混沌とした状態にあった。今回世界で初めて一重項酸素を高感度で細胞中から捉えることが出来るプローブが開発できたことはこの分野の研究に特段の進歩をもたらす事は疑いない。B)Fluorescence Resonance Energy Transfer(FRET)メカニズムを原理とした画像化プローブの開発このプロジェクトでは加水分解酵素Caspaseのバイオイメージング蛍光プローブの開発に成功した。FRETを原理としてCaspaseなどの加水分解酵素のバイオイメージングプローブが開発できると考え、プローブとなるペプチド化合物をデザイン合成した。すなわち2種の蛍光化合物をつなぐスペーサー上にCaspaseにより特異的に切断可能なペプチド結合を挿入、Caspaseにより切断されると蛍光波長が変化する。それをモニターすることで結果的にCaspaseを捉えることができるようになった。この手法は他の加水分解酵素のプローブ開発にも応用可能である。

在这项研究中，最终目标是分析“生命状态”中生理活性物种的功能分析，并创建了一种新颖的化合物来为此目的形成探针。首先，我们制定了一个原理，该原则是探针设计指南，在基于此进行了各种研究之后，我们成功地开发了两种类型的生物活性小分子探针。 a）基于光诱导的电子转移机制的成像探针的开发（a）（a），基于上述机制进行了各种研究，因此，我们成功地开发了一种探针试剂，该试剂可以特异性地检测单线氧，一种反应性氧。在化学上，很长一段时间以来，许多有机化学家和物理学家已经对其进行了研究，但是在活生物体中的影响或生理意义一直处于混乱状态。世界上首次开发探针可以捕获具有高灵敏度的细胞内的单线氧，这无疑是该领域研究的重大进步。 b）基于该项目的荧光共振能量转移（FRET）机制开发成像探针，我们成功地为水解酶caspase开发了生物成像荧光探针。以原理为原则，我们认为可以开发出水解酶（例如caspase）的生物成像探针，我们设计和合成了作为探针的肽化合物。也就是说，可以通过caspase特异性裂解的肽键插入连接两种荧光化合物的垫片上，当它被caspase裂解时，荧光波长会变化。通过监视这一点，我最终能够捕获caspase。该技术也可以应用于其他水解酶的探针的开发。