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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。

Gao Gan degrees なイメージング material の created にあたって, degree of micromixer mixing effect で long wavelength の発 light を shown す発 light materials の synthetic がで necessary ある. This year, the research focuses on the を field った of high-luminance と long-wavelength visualization <s:1> 2 ったアプロチでチでチで. · アリル base の import によるの発 wavelength long wavelength change ルシフェリンアナログにアリル base を import することで, 10 ~ 40 nm の long wavelength シフトが up こることが Ming らかとなった. その results, 685 nm のを発 wavelength in すアナログ A と 690 nm のを発 wavelength in すアナログ B の synthetic に successful した. これらの compound において, the in vivo イメージング be 験を line ったところ, natural の D - Luciferin や when open laboratory で発された AkaLumine よりもな useful results るをことは out なかった. Long wavelength change により high birth body through sexual はまっていると think われるが change, tectonic の - による luminance のが low sensitivity low のの big きな by であると exam えられる. In the future and later, the <s:1> high luminance <s:1> technology や and enzyme modification による luminance upward を points to <s:1> てくくく necessary がある. , anti の応 intermediates synthesis による発 light feature の review 価ホタルの biological 発 light はアデニルと acid element, の 2-stage order の anti 応で up きていることが know られている. The main reasons for the <s:1> <s:1> first-order <s:1> アデニ, the anti応 velocity <s:1> 遅く law velocity であるため and the low luminance <s:1> are となってるるる. そこでホタルルシフェリンの発 light intermediates である, アデニル change ルシフェリン (AMP) を artificial synthetic しに, 発 light anti 応をさせることでに against が応 speed leap upward し単 a time あたりの luminance が nearly 1000 times く upward することが know られている. また, この AMP mineralization body を he のヌクレオチドに change - しても発 light active が lost われないことも Ming らかとなっている. そこで, others 々なヌクレオチドやと natural sugar ルシフェリンの発 light intermediates アナログを synthetic し, その発 light active をらかとした. Youdaoplaceholder0 ずれずれ compound と <e:1> intermediate アナログ <s:1> photoactive を holding <s:1> <s:1> とが luminescent ららとなった. The <s:1> れら <s:1> anti応 intermediate is <s:1> very に unstable であるため, and the structural change is による stabilizing を. The target is ててくくく.