自己集合を利用した酵素検出用19F－NMR/MRIオフォン型プローブの開発

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本研究の目的は、特定の「酵素活性」をフッ素(19F)で検出可能なMRIプローブを開発することである。生体内には観測可能なフッ素核が存在しないことから、高いS/N比でイメージングすることが期待できる19F-MRIが近年注目されている。しかし、イメージングのためのシグナルスイッチング機構に乏しく、汎用性の高いシグナルスイッチング機構の開発が求められている。自己会合を利用した蛋白質turn-on検出用19F-MRIプローブの先行研究を基に、酵素活性を検出する手法として「自己会合型」プローブを開発した。分子の自己会合という超分子的な相互作用でプローブの酵素応答能をコントロールし、酵素反応によってシグナル増幅が起こることを期待した。開発したプローブは、水中で自己会合することで19Fシグナルを示さなかった。しかし、酵素反応を受けることによって、プローブ構造が変化し、理想的なturn-on型で標的の酵素活性を19F-MRIでイメージング可能であった。本年度は、自己会合型酵素プローブを用いて、酵素応答能を詳細に検討し、酵素活性を細胞系でも適応可能か検証した1その結果、開発した会合プローブは、サブnMオーダーの酵素でもturn-on型で高感度に検出可能であり、癌細胞が分泌したごく微量の酵素活性を19F-MRIでイメージングできた。さらに、種々の培養細胞系を用いた検討により、19F-MRIによる酵素活性のアッセイ系を構築し、いくつかの刺激によって誘導された酵素活性の評価を行うことが可能であった。