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

开发用于体内锌离子功能分析的荧光探针分子

• 批准号: 01J05364
• 负责人: 平野 智也
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 2002
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-01J05364/
• 关键词: 亜鉛イオン; 蛍光; 錯体; バイオイメージング

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。

In the Heisei 14 fiscal year, に, and in this study, によ and られた results を are as follows: にまとめる. 1. の ZnAF class improved before annual ま で に open 発 し た 亜 lead 蛍 light プ ロ ー ブ, ZnAF - 1 and び ZnAF2 は, 亜 lead イ オ ン に し seaborne て high い sentaku sex を shown し た. ま た, metal イ オ ン を plus え て い な い と き の 蛍 light intensity は, pH を variations change さ せ て も ほ と ん ど variations change し な か っ た が, 亜 lead イ オ ン を plus え た と き の 蛍 light intensity は, pH7 paying nearly か ら reduce し beginning め る と い う problem point が あ っ た. そ の た め, cell が ア シ ド ー シ ス of を こ し, low pH が し た と き に は, 亜 lead イ オ ン concentration determination の が を by け る と exam え ら れ た. そ こ で, new た に, pH の variations change に す seaborne る 蛍 light feature を improved し た, ZnAF - 1 f and び ZnAF - 2 f を open 発 し た. こ れ ら の プ ロ ー ブ と 亜 lead イ オ ン と の misprinted は, pH を pay nearly 6 ま で variations change さ せ て も 蛍 light intensity が ほ と ん ど variations change せ ず, stable し た determination が may で あ っ た. Type 2. The wavelength シ フ ト 蛍 light プ ロ ー ブ ZnAF -r class の open 発 こ れ ま で に open 発 し た ZnAF class は 蛍 light intensity variations change の み で 亜 lead イ オ ン の concentration variations change を 検 out し て い る. こ う し た excitation wavelength, one の 蛍 wavelength 蛍 light intensity を determination す る タ イ プ の 蛍 light プ ロ ー ブ は, pigment の bureau in が や fade up こ る と な correct determination が difficult く な る と い う problem point が あ っ た. こ れ ら の influence を minus ず る method と し て, like と seaborne な る が molecular species ま た は anti 応 す る こ と に よ り, excitation wavelength も し く は が 蛍 wavelength variations change し, - し た two つ の wavelength の 蛍 light intensity than を と る こ と に よ り line, determining を う レ シ オ determination と い う gimmick が exist す る. そ こ で, 亜 lead イ オ ン が combining す る こ と に よ り, wavelength が シ フ ト す る 亜 lead 蛍 light プ ロ ー ブ の open 発 を line っ た. Open 発 さ れ た プ ロ ー ブ ZnAF -r は, 亜 lead イ オ ン の add に よ り greatly since excitation wavelength が short wavelength side に シ フ ト し, レ シ オ determination が may で あ っ た. Youdaoplaceholder0, determination of the concentration variation of <s:1> 亜 lead and <s:1> <s:1> <s:1> in cultured cells をレシ た, によって and 検 results of する とに とに success of た た.

项目成果

Sayaka Ueno: "Mossy-fiber Zn^<2+> spillover modulates heterosynaptic N-methyl-D-aspartate receptor activity in hippocampal CA3 circuits"The Journal of Cell Biology. 158. 215-220 (2002)

Sayaka Ueno：“苔藓纤维 Zn^2 > 溢出调节海马 CA3 回路中的异突触 N-甲基-D-天冬氨酸受体活性”《细胞生物学杂志》。

Tomoya Hirano: "Improvement and biological applications of fluorescent probes for zinc, ZnAFs"Journal of the American Chemical Society. 124. 6555-6562 (2002)

Tomoya Hirano：“锌荧光探针的改进和生物应用，ZnAFs”美国化学会杂志。

Satoko Maruyama: "A novel, cell-permeable, fluorescent probe for ratiometric imaging of zinc ion"Journal of the American Chemical Society. 124. 10650-10651 (2002)

Satoko Maruyama：“一种用于锌离子比率成像的新型细胞渗透性荧光探针”美国化学会杂志。