新規機能性生物発光プローブの創製とこれを用いたin vivo病態イメージング

创建一种新型功能性生物发光探针并使用它进行体内病理成像

• 批准号: 07J03749
• 负责人: 高倉 栄男
• 金额: $ 1.73万
• 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: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 2009
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07J03749/
• 关键词: 生物発光; BRET; solvatochromism; タンパク質相互作用; in vivoイメージング; 活性酸素種; 細胞膜; avidin-biotin; 生物発光法

fireflyの発光酵素は基質特異性が高いと考えられていたため現在までのところ発光基質の骨格に全く多様性がなかった。そこで生物発光基質の骨格を様々に改変することでこれまでにない特性を持った発光基質の開発に取り掛かった。私は基質の部分構造のうちbenzothiazole骨格に着目し、この部位をquinollne、naphthalene、coumarin骨格へと改変したときの性質を精査した。その結果、coumarin骨格をもった基質の1つであるCALがこれまで報告されている発光基質の中で最も短波長の極大波長(約500nm)を示すことが明らかとなった。現在用いられている発光基質は酵素のmutantや測定条件(環境)によって発光スペクトルが変化することが知られているが、後者の性質は信頼性のある測定をする上では望ましくない。先に示したCALの蛍光特性を精査したところsolvatochromismを示さなかったため発光スペクトルの変化が起こらないことが予想された。実際に酵素のmutantを用いて性質を確認したところ、発光スペクトルの変化が起こらないことが明らかとなり、有用な性質をもった基質であることが示された。CALのこれらの特性を利用して、タンパク質相互作用を検出するために用いられているbioluminescence resonance energy transfer(BRET)の系へと応用した。従来までは波長の性質上BRETペアとして不適であった黄色蛍光タンパク質(YFP)を用いたBRET系の確立を目指した。fireflyの発光酵素とYFPを結合させたタンパク質を作製しCALを用いてアッセイを行ったところ、効率良いBRETシグナルが観測され、世界で初めてfireflyの発光酵素とYFPによるBRETに成功した。

Firefly's photoenzyme matrix specificity is high and its photoenzyme matrix diversity is high. The structure of the light-emitting matrix is modified to maintain the development of the light-emitting matrix. A detailed investigation of the structure of the matrix, the position of the matrix, the structure of the matrix, the structure of the matrix and the properties of the matrix As a result, the shortest wavelength (about 500nm) of the light-emitting substrate is reported in the report. The present invention relates to a method for determining the mutation and the determination condition (environment) of a light-emitting substrate, wherein the mutation and the determination condition (environment) of the light-emitting substrate are used for determining the properties and the reliability of the light-emitting substrate. First of all, the optical characteristics of CAL are carefully investigated. In the meantime, the mutant of the enzyme has been confirmed to have the same properties as those of the substrate. The characteristics of CAL are utilized in the detection of bioluminescence resonance energy transfer(BRET). Recently, the establishment of the BRET system has been pointed out due to the nature of the BRET wavelength and the use of yellow fluorescent material (YFP). Firefly's Photoenzyme and YFP are used to control the flow of light.

项目成果

Aminoluciferin as a Highly Luminescent, Color Tunable, and Functional Substrate Scaffold of Firefly Luciferase

氨基荧光素作为萤火虫荧光素酶的高发光、颜色可调和功能性底物支架

• 发表时间: 2008
• 作者: H. Kubo;K. Matsuoka;et al.;松岡広大;松岡広大;松岡広大;Kodai Matsuoka;Kodai Matsuoka;松岡広大;松岡 広大;高倉栄男;高倉栄男;高倉栄男;高倉栄男;高倉栄男;高倉栄男;Hideo Takakura;高倉栄男;Hideo Takakura
• 通讯作者: Hideo Takakura

機能性生物発光プローブを用いた2種の酵素活性の同時検出

使用功能性生物发光探针同时检测两种酶活性

• 发表时间: 2007
• 作者: H. Kubo;K. Matsuoka;et al.;松岡広大;松岡広大;松岡広大;Kodai Matsuoka;Kodai Matsuoka;松岡広大;松岡 広大;高倉栄男;高倉栄男;高倉栄男;高倉栄男;高倉栄男;高倉栄男;Hideo Takakura;高倉栄男;Hideo Takakura;高倉 栄男;高倉栄男;高倉 栄男;Hideo Takakura;高倉 栄男
• 通讯作者: 高倉 栄男

Development of Functional Bioluminescence Probe Based on the Concept of Luminescence Quenching

基于发光猝灭概念的功能生物发光探针的研制

• 发表时间: 2008
• 作者: H. Kubo;K. Matsuoka;et al.;松岡広大;松岡広大;松岡広大;Kodai Matsuoka;Kodai Matsuoka;松岡広大;松岡 広大;高倉栄男;高倉栄男;高倉栄男;高倉栄男;高倉栄男;高倉栄男;Hideo Takakura
• 通讯作者: Hideo Takakura

酵素反応に適用可能な波長変化型蛍光プローブの開発

开发适用于酶反应的波长可变荧光探针

• 发表时间: 2008
• 作者: H. Kubo;K. Matsuoka;et al.;松岡広大;松岡広大;松岡広大;Kodai Matsuoka;Kodai Matsuoka;松岡広大;松岡 広大;高倉栄男;高倉栄男;高倉栄男;高倉栄男;高倉栄男;高倉栄男;Hideo Takakura;高倉栄男
• 通讯作者: 高倉栄男

生体応用を目指した活性酸素検出生物発光プローブの開発とその応用

生物应用活性氧检测生物发光探针的研制及其应用

• 发表时间: 2009
• 作者: H. Kubo;K. Matsuoka;et al.;松岡広大;松岡広大;松岡広大;Kodai Matsuoka;Kodai Matsuoka;松岡広大;松岡 広大;高倉栄男;高倉栄男;高倉栄男;高倉栄男
• 通讯作者: 高倉栄男