ローダミン色素の消光メカニズム解析と蛍光プローブ開発への応用

昨年度までの研究において、ねじれ型分子内電荷移動状態 (TICT) により消光する新規無蛍光性ローダミン類の開発、及び開発した無蛍光性ローダミンを母核とした薬物代謝酵素CYP3A4のN-脱アルキル化活性を検出する蛍光プローブの開発を行い、その生細胞への応用を行っている。本年度では、本研究で開発した無蛍光性ローダミン類を利用した新たな蛍光プローブとして、ニトロレダクターゼ活性検出蛍光プローブの開発にも成功しており、本研究で確立した、ローダミンのN-脱アルキル化を蛍光OFF/ONスイッチとして用いる蛍光制御原理の汎用性を示すことに成功した。また、新たな研究テーマとしてフッ素化アミノ酸とフッ化物イオン検出蛍光プローブを利用したPLP依存性酵素活性の蛍光検出系の開発にも取り組み、フッ素化バリンとフッ化物イオン検出蛍光プローブを利用した分岐鎖アミノ酸アミノ基転移酵素1の酵素活性の蛍光検出に成功した。また、本系を用いることでHepG2細胞における分岐鎖アミノ酸アミノ基転移酵素の酵素活性の蛍光検出が可能であることを示唆するデータも得られていることから、今後、細胞ベースでのPLP依存性酵素活性のハイスループット検出系の開発といった応用も期待される。以上のように、当初の計画であったTICTにより消光する新規無蛍光性ローダミン類の開発と、それに基づく新規蛍光プローブの開発・応用に成功しているだけでなく、新たな研究テーマであるPLP依存性酵素活性の蛍光検出系の開発についても成功した。

昨年度までの研究において、ねじれ型分子内電荷移動状態 (TICT) により消光する新規無蛍光性ローダミン類の開発、及び開発した無蛍光性ローダミンを母核とした薬物代謝酵素CYP3A4のN-脱アルキル化活性を検出する蛍光プローブの開発を行い、その生細胞への応用を行っている。本年度では、本研究で開発した無蛍光性ローダミン類を利用した新たな蛍光プローブとして、ニトロレダクターゼ活性検出蛍光プローブの開発にも成功しており、本研究で確立した、ローダミンのN-脱アルキル化を蛍光OFF/ONスイッチとして用いる蛍光制御原理の汎用性を示すことに成功した。また、新たな研究テーマとしてフッ素化アミノ酸とフッ化物イオン検出蛍光プローブを利用したPLP依存性酵素活性の蛍光検出系の開発にも取り組み、フッ素化バリンとフッ化物イオン検出蛍光プローブを利用した分岐鎖アミノ酸アミノ基転移酵素1の酵素活性の蛍光検出に成功した。また、本系を用いることでHepG2細胞における分岐鎖アミノ酸アミノ基転移酵素の酵素活性の蛍光検出が可能であることを示唆するデータも得られていることから、今後、細胞ベースでのPLP依存性酵素活性のハイスループット検出系の開発といった応用も期待される。以上のように、当初の計画であったTICTにより消光する新規無蛍光性ローダミン類の開発と、それに基づく新規蛍光プローブの開発・応用に成功しているだけでなく、新たな研究テーマであるPLP依存性酵素活性の蛍光検出系の開発についても成功した。