Development of copper(I) fluorescent sensors based on photoinduced electron transfer mechanism and their application to optical imaging of cells

基于光致电子转移机制的铜(I)荧光传感器的研制及其在细胞光学成像中的应用

• 批准号: 21750168
• 负责人: TAKI Masayasu
• 金额: $ 3万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2009
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2009 至 2010
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21750168/
• 关键词: 生物無機化学; バイオセンサー; 銅一価蛍光プローブ; 蛍光イメージング; 還元型フルオレセイン; ミトコンドリア局在型; ローダミン誘導体; チオエーテル配位子; 光誘起電子移動; 銅一価イオン; 蛍光プローブ; 結晶構造; 酸化還元電位

We have developed copper(I)-selective fluorescent probes as a chemical tool for monitoring behavior of copper ions in living cells. We initially synthesized various tioether-containing ligands and prepared the corresponding copper(I) complexes. Spectroscopic measurements and X-ray crystal structure analysis of these copper(I) complexes indicate that the linker chain length of the thioether ligand strongly affect the affinity toward copper(I) ion, binding fashion, and redox potential of copper. We next developed novel copper(I) fluorescent probes based on the oxidative cleavage mechanism. These probes contain a reduced form of fluorescein and TPA tetradentate ligand, those are linked through a benzyl ether group. We found that strong fluorescence is observed when copper(I) is added to the probe solution containing sub mM of gluthatione in water. The same reaction undergoes even in cells. Therefore, this will be useful chemical tool to probe intracellular copper(I) ion behavior.

我们开发了铜(I)选择性荧光探针，作为监测活细胞中铜离子行为的化学工具。我们首先合成了各种含硫醚的配体，并制备了相应的铜(I)配合物。这些铜(I)配合物的光谱测量和x射线晶体结构分析表明，硫醚配体的连接链长度强烈影响铜(I)离子的亲和力、结合方式和铜的氧化还原电位。接下来，我们开发了基于氧化裂解机制的新型铜(I)荧光探针。这些探针含有还原形式的荧光素和TPA四齿配体，它们通过苄醚基团连接。我们发现，将铜(I)加入到含有亚毫米谷胱甘肽的探针溶液中，可以观察到强烈的荧光。同样的反应甚至在细胞中也会发生。因此，这将是探测细胞内铜(I)离子行为的有用化学工具。

项目成果

Human Spire Interacts with the Barbed End of the Actin Filament

• DOI: 10.1016/j.jmb.2010.12.045
• 发表时间: 2011-04-22
• 期刊: JOURNAL OF MOLECULAR BIOLOGY
• 影响因子: 5.6
• 作者: Ito, Takuto;Narita, Akihiro;Oda, Toshiro
• 通讯作者: Oda, Toshiro

蛍光性希土類錯体を用いた亜鉛センサーペプチドの開発

利用荧光稀土配合物开发锌传感器肽

• 发表时间: 2010
• 作者: Kuramochi;Y.; Satake;A.; Sandanayaka;A.S.D.; Araki;Y.; Ito;O.; Kobuke;Y.;白川佳徳・多喜正泰・山本行男
• 通讯作者: 白川佳徳・多喜正泰・山本行男

Development of Novel Fluorescent Zinc Probe that Localizes at Plasma Membrane to Enable Site- Specific Detection of Zinc Ion

开发定位于质膜的新型荧光锌探针，以实现锌离子的位点特异性检测

• 发表时间: 2010
• 作者: Shohei Ioshi;Masayasu Taki;Yukio Yamamoto
• 通讯作者: Yukio Yamamoto

Lanthanide Complex bearing Two Zinc Complexes for Artificial Peptide Tag Recognition

用于人工肽标签识别的带有两个锌配合物的镧系元素配合物

• 发表时间: 2009
• 作者: T.Hirayama;M.Taki;Y. Yamamoto
• 通讯作者: Y. Yamamoto

細胞膜外縁部における局所的亜鉛濃度変化の検出を指向した新規蛍光プローブの開発

开发一种新型荧光探针，旨在检测细胞膜外缘局部锌浓度变化

• 发表时间: 2011
• 作者: 村岡貴博;嶋建也;濱田勉;森田雅宗;高木昌宏;金原数;岡田洋平・藤本和久・井上将彦;赤岡一志・多喜正泰・山本行男;深澤聡晃・藤本和久・井上将彦;伊吉祥平・多喜正泰・山本行男
• 通讯作者: 伊吉祥平・多喜正泰・山本行男