有機化学的手法による蛋白質活性のin vivo NMRイメージング

特定の蛋白質を選択的に検出・イメージングすることは、蛋白質の動態解析や蛋白質に関わる疾病診断に繋がることから非常に重要である。中でも標的とする蛋白質のみに応答してシグナルを発するシグナルオフオン型分子プローブは、簡便性・高感度・高選択性を兼ね備えることから非常に有用な分子ツールである。しかし、そのような分子プローブの多くは酵素反応を用いたシグナルスイッチング原理に基づいているため、酵素能を有する蛋白質のみにしか適用できず、非酵素型蛋白質には適用することが極めて困難である。また、蛋白質活性の評価は可能であるが、細胞での蛋白質局在などの動態解析には不向きである。数ある検出モードの中でも蛍光に着目し、上述した問題点を克服する新たな蛍光スイッチング原理に基づく蛋白質検出法および分子プローブの開発を行った。一般的に蛍光色素は会合することによって消光することが知られている。そこで、親水性蛋白質リガンドに疎水性蛍光色素を連結した両親媒性分子の会合/解離を作動原理とした蛍光オフオン型蛋白質検出法の構築を行った。本手法は、標的蛋白質のリガンド認識結合を駆動力としていることから、選択性を有しているだけでなく、様々な蛋白質にも適用可能であり、かつ動態解析も可能にする。具体的に種々の蛋白質リガンドに疎水性蛍光色素であるBODIPYを連結した分子が、標的蛋白質非存在下ではプローブ会合によって消光し、標的蛋白質存在下では会合体が崩壊し蛍光回復を示したことから、本原理に基づく蛋白質の蛍光オフオン型蛋白質検出法の構築に成功した。さらに会合性モジュールをプローブ構造内(蛍光色素部位近傍)に導入することによって、フルオレセインを始めとする親水性蛍光色素をも本手法への適用を可能にし色素拡張に成功した。また、本手法による細胞膜表層タンパク質の選択的蛍光オフオンイメージングも達成した。

特定の蛋白質を選択的に検出・イメージングすることは、蛋白質の動態解析や蛋白質に関わる疾病診断に繋がることから非常に重要である。中でも標的とする蛋白質のみに応答してシグナルを発するシグナルオフオン型分子プローブは、簡便性・高感度・高選択性を兼ね備えることから非常に有用な分子ツールである。しかし、そのような分子プローブの多くは酵素反応を用いたシグナルスイッチング原理に基づいているため、酵素能を有する蛋白質のみにしか適用できず、非酵素型蛋白質には適用することが極めて困難である。また、蛋白質活性の評価は可能であるが、細胞での蛋白質局在などの動態解析には不向きである。数ある検出モードの中でも蛍光に着目し、上述した問題点を克服する新たな蛍光スイッチング原理に基づく蛋白質検出法および分子プローブの開発を行った。一般的に蛍光色素は会合することによって消光することが知られている。そこで、親水性蛋白質リガンドに疎水性蛍光色素を連結した両親媒性分子の会合/解離を作動原理とした蛍光オフオン型蛋白質検出法の構築を行った。本手法は、標的蛋白質のリガンド認識結合を駆動力としていることから、選択性を有しているだけでなく、様々な蛋白質にも適用可能であり、かつ動態解析も可能にする。具体的に種々の蛋白質リガンドに疎水性蛍光色素であるBODIPYを連結した分子が、標的蛋白質非存在下ではプローブ会合によって消光し、標的蛋白質存在下では会合体が崩壊し蛍光回復を示したことから、本原理に基づく蛋白質の蛍光オフオン型蛋白質検出法の構築に成功した。さらに会合性モジュールをプローブ構造内(蛍光色素部位近傍)に導入することによって、フルオレセインを始めとする親水性蛍光色素をも本手法への適用を可能にし色素拡張に成功した。また、本手法による細胞膜表層タンパク質の選択的蛍光オフオンイメージングも達成した。