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ホタル発光系における特異的発光を示す新規ルシフェリンアナログの構造活性相関研究

在萤火虫发光系统中表现出特定发光的新型荧光素类似物的构效关系研究

基本信息

批准号：
16J10251
负责人：
北田昇雄
金额：
$ 0.83万
依托单位：
The University of Electro-Communications
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2016
资助国家：
日本
起止时间：
2016-04-22 至 2018-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

高感度なイメージング材料の創製にあたって、高輝度で長波長の発光を示す発光材料の合成が必要である。そこで本年度も高輝度化と長波長化の2つのアプローチで研究を行った。・アリル基の導入による発光波長の長波長化ルシフェリンアナログにアリル基を導入することで、10～40 nmの長波長化シフトが起こることが明らかとなった。その結果、685 nmの発光波長を示すアナログAと690 nmの発光波長を示すアナログBの合成に成功した。これらの化合物において、in vivoイメージング実験を行ったところ、天然のD-Luciferinや当研究室で開発されたAkaLumineよりも有用な結果を得ることは出来なかった。長波長化により生体透過性は高まっていると思われるが、構造の改変による輝度の低下が感度の低下の大きな要因であると考えられる。今後、後述の高輝度化の技術や、酵素改変による輝度向上を目指していく必要がある。・反応中間体の合成による発光特性の評価ホタルの生物発光はアデニル化と酸素化の2段階の反応で起きていることが知られている。この1段階目のアデニル化の反応速度は遅く律速であるため、発光輝度低下の要因となっている。そこでホタルルシフェリンの発光中間体である、アデニル化ルシフェリン（AMP化体）を人工的に合成し、発光反応をさせることで反応速度が飛躍的に向上し単位時間あたりの輝度が1000倍近く向上することが知られている。また、このAMP化体を他のヌクレオチドに改変しても発光活性が失われないことも明らかとなっている。そこで、様々なヌクレオチドや糖と天然ルシフェリンの発光中間体アナログを合成し、その発光活性を明らかとした。いずれの化合物との中間体アナログも発光活性を持つことが明らかとなった。これらの反応中間体は非常に不安定であるため、構造改変による安定化を目指していく。

It is necessary to synthesize high sensitivity, high brightness and long wavelength light emitting materials. This year's research on high brightness and long wavelength The wavelength of light emitted by the light emitting group is changed from 10 nm to 40 nm. As A result, the synthesis of wavelength A and wavelength B at 685 nm and 690 nm was successful. The natural D-Luciferin was developed in the laboratory of AkaLumine, and the useful results were obtained. Long wavelength change, high biological transmission, low brightness, low sensitivity, and high structural change In the future, the high-brightness technology mentioned later, the enzyme change, the brightness upward direction, and the necessity. Evaluation of the luminescence properties of the reaction intermediate in the synthesis of the reaction intermediate The main reason for the low brightness of the first stage is that the speed of reflection of the first stage is different from that of the second stage. The light emitting intermediate (AMP compound) is artificially synthesized and the light emitting reaction speed is increased by 1000 times in unit time. This AMP molecule is also known as a light emitting molecule. The synthesis of the light-emitting intermediate of the natural sugar and the light-emitting intermediate of the natural sugar and the light-emitting intermediate of the natural sugar are carried out. The intermediate of the compound and the intermediate of the compound can be used to detect the photoactivity. The reaction intermediate is very unstable, structurally modified and stabilized.