レシオ変化型亜鉛蛍光プローブの開発

可变比率锌荧光探针的研制

• 批准号: 10F00338
• 负责人: 菊地 和也
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2010
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2010 至 2012
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10F00338/
• 关键词: 亜鉛イオン; 蛍光レシオイメージング; レシオ変化型蛍光プローブ; クマリン

近年、タンパク質に結合していない遊離の亜鉛イオンが中枢神経機能や免疫機能に関わっていることが示唆されており、亜鉛イオンの生理機能に関して大きな注目が集められている。今日、細胞内における遊離亜鉛イオン濃度の変化を正確に捉えることのできる実用的技術として蛍光レシオプローブの開発が求められている。前年度までに、開発したプローブは、亜鉛イオンの結合に伴い、蛍光レシオの変化が観測されたものの、プローブの蛍光波長のシフトが小さいことと、亜鉛イオン以外の金属イオンとも結合することが問題であった。本年度では、これらの問題を解決することを目的として、亜鉛イオンとの配位に関わる部位(キレーター)の構造を改変したプローブの設計を行った。キレーターの構造を変えることで金属イオンに対する親和性・選択性を変化させるだけではなく、キレーター周辺に存在するヒドロキシル基のpKaを変化させ蛍光波長のシフトを増大させると期待した。新規の亜鉛イオンキレーターとしては、N,N-dipicolylethylenediamineを選択した。これと同時に、生細胞イメージングを目的として、蛍光波長を長波長化させるために、クマリン骨格にベンゾチアゾール環を導入したプローブを設計した。その結果、亜鉛イオンとの結合に伴い励起波長のブルーシフトが観測され、レシオイメージングが可能であることが判明し、亜鉛イオンに対する選択性が向上していた。亜鉛イオンとイオノフォアを細胞に添加することで、細胞内に亜鉛イオンを導入し、異なる二波長(380nm/450m)で励起し蛍光レシオイメージングを行った。その結果、亜鉛イオンの細胞内流入に従い、蛍光レシオが変化したことから、このプローブを用いて細胞内亜鉛イオンを検出することができたといえる。

In recent years, タ ン パ ク qualitative に combining し て い な い free の 亜 lead イ オ ン が central god 経 function や immune function に masato わ っ て い る こ と が in stopping さ れ て お り, 亜 lead イ オ ン の physiology に masato し て big き な attention が set め ら れ て い る. Today, intracellular に お け る lead free 亜 イ オ の ン concentration variations change を に catch correct え る こ と の で き る と technology be use し て 蛍 light レ シ オ プ ロ ー ブ の open 発 が o め ら れ て い る. Before the annual ま で に, open 発 し た プ ロ ー ブ は, 亜 lead イ オ ン の combining に い, 蛍 light レ シ オ の variations change が 観 measuring さ れ た も の の, プ ロ ー ブ の の 蛍 wavelength シ フ ト が small さ い こ と と, 亜 lead イ オ ン outside の metal イ オ ン と も combining す る こ と が problem で あ っ た. This year's で は, こ れ ら の を solve す る こ と を purpose と し て, 亜 lead イ オ ン と の ligand に masato わ る parts (キ レ ー タ ー) を の structure change - し た プ ロ ー ブ の line design を っ た. キ レ ー タ ー の tectonic を - え る こ と で metal イ オ ン に す seaborne る affinity, sentaku sex を variations change さ せ る だ け で は な く, キ レ ー タ ー weeks 辺 に exist す る ヒ ド ロ キ シ ル base の pKa を variations change さ せ の 蛍 wavelength シ フ ト を raised large さ せ る と expect し た. New rules の 亜 lead イ オ ン キ レ ー タ ー と し て は, N, N - dipicolylethylenediamine を sentaku し た. こ れ と に at the same time, cell イ メ ー ジ ン グ を purpose と し て, を 蛍 wavelength long wavelength さ せ る た め に, ク マ リ ン bone に ベ ン ゾ チ ア ゾ ー ル ring を import し た プ ロ ー ブ を design し た. そ の results, 亜 lead イ オ ン と の combining に with い wound up wavelength の ブ ル ー シ フ ト が 観 measuring さ れ, レ シ オ イ メ ー ジ ン グ が may で あ る こ と が.at し, 亜 lead イ オ ン に す seaborne る sentaku sex が し upward て い た. 亜 lead イ オ ン と イ オ ノ フ ォ ア を cells に add す る こ と で, intracellular に 亜 lead イ オ ン を import し, different な る two wavelengths (380 nm / 450 m) で wound up し 蛍 light レ シ オ イ メ ー ジ ン グ を line っ た. そ の results, 亜 lead イ オ ン の cells into に 従 い 蛍 light レ シ オ が variations change し た こ と か ら, こ の プ ロ ー ブ を with い て intracellular 亜 lead イ オ ン を 検 out す る こ と が で き た と い え る.