補酵素の新規機能性蛍光差導体の開発と、細胞内情報伝達機構の解析への応用

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本研究課題は、「ある酵素の基質は何か?」、「ある基質の反応を担っている酵素は何か?」という、細胞内情報伝達機構を解析する上で必須な情報を得るために有用な、機能性分子の開発を目指している。具体的にはリン酸化酵素ファミリーをターゲットとして、セリン、スレオニン残基を持つ基質と、各々の基質の水酸基をリン酸エステルへと変換するリン酸化酵素の、正しい組み合わせに対して選択的に反応し、その蛍光特性が変化する機能性蛍光分子の開発を行っている。本研究で開発を目指している機能性蛍光分子は、リン酸酵素の補酵素ATPの部分構造と、反応性を持った蛍光団からなる。昨年度まではナフタレン、クマリンを母核とした反応性蛍光団の合成を主に行ってきた。本年度は、これをATPの部分構造と結合させて、機能性蛍光分子骨格の構築を行った。クマリンを母核とした機能性蛍光分子の合成は難航したが、ナフタレンを母核とした機能性蛍光分子の合成は完了した。現在、様々な酵素と基質を用いて、反応性ならびに蛍光特性の変化に関する検討を行っている。また平行して、クマリンの蛍光特性に関する新たな知見を得るために、多種類のクマリン誘導体からなる6-アリルクマリンライブラリーの構築した。構築したライブラリーの蛍光特性を検討することにより、クマリンの蛍光の外部環境に対する依存性などの本研究を行う上での有用な知見を得ることができた。また、ライブラリーから一酸化窒素や、ペプチダーゼ等の生体内において重要な機能を担っている分子種を検出する蛍光センサーのリード化合物を得ることにも成功した。