生体内における亜鉛イオンの機能解析を目指した蛍光プローブ分子の開発

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平成14年度に、本研究により得られた成果を以下にまとめる。1.ZnAF類の改良前年度までに開発した亜鉛蛍光プローブ、ZnAF-1及びZnAF2は、亜鉛イオンに対して高い選択性を示した。また、金属イオンを加えていないときの蛍光強度は、pHを変化させてもほとんど変化しなかったが、亜鉛イオンを加えたときの蛍光強度は、pH7付近から減少し始めるという問題点があった。そのため、細胞がアシドーシス等を起こし、pHが低下したときには、亜鉛イオン濃度の測定が影響を受けると考えられた。そこで、新たに、pHの変化に対する蛍光特性を改良した、ZnAF-1F及びZnAF-2Fを開発した。これらのプローブと亜鉛イオンとの錯体は、pHを6付近まで変化させても蛍光強度がほとんど変化せず、安定した測定が可能であった。2.波長シフト型蛍光プローブZnAF-R類の開発これまでに開発したZnAF類は蛍光強度変化のみで亜鉛イオンの濃度変化を検出している。こうした一励起波長、一蛍光波長の蛍光強度を測定するタイプの蛍光プローブは、色素の局在や退色等が起こると正確な測定が難くなるという問題点があった。これらの影響を減ずる方法として、対象となる分子種が結合または反応することにより、励起波長もしくは蛍光波長が変化し、変化した二つの波長の蛍光強度比をとることにより、測定を行うレシオ測定という手法が存在する。そこで、亜鉛イオンが結合することにより、波長がシフトする亜鉛蛍光プローブの開発を行った。開発されたプローブZnAF-R類は、亜鉛イオンの添加により極大励起波長が短波長側にシフトし、レシオ測定が可能であった。また、培養細胞中の亜鉛イオンの濃度変化をレシオ測定によって、検出することに成功した。