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KO12003001-00002020-0041  
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本文公開日
 
タイトル
タイトル 細胞内マグネシウムイオンを操作・観察する光学イメージング技術  
カナ サイボウナイ マグネシウム イオン オ ソウサ・カンサツスル コウガク イメージング ギジュツ  
ローマ字 Saibōnai maguneshiumu ion o sōsa kansatsusuru kōgaku imējingu gijutsu  
別タイトル
名前 Optical imaging technology for manipulating and observing intracellular magnesium ions  
カナ  
ローマ字  
著者
名前 蛭田, 勇樹  
カナ ヒルタ, ユウキ  
ローマ字 Hiruta, Yūki  
所属 慶應義塾大学理工学部  
所属(翻訳)  
役割 Research team head  
外部リンク  
 
出版地
 
出版者
名前 福澤基金運営委員会  
カナ フクザワ キキン ウンエイ イインカイ  
ローマ字 Fukuzawa kikin un'ei iinkai  
日付
出版年(from:yyyy) 2021  
出版年(to:yyyy)  
作成日(yyyy-mm-dd)  
更新日(yyyy-mm-dd)  
記録日(yyyy-mm-dd)  
形態
1 p.  
上位タイトル
名前 福澤諭吉記念慶應義塾学事振興基金事業報告集  
翻訳  
 
 
2020  
 
開始ページ  
終了ページ  
ISSN
 
ISBN
 
DOI
URI
JaLCDOI
NII論文ID
 
医中誌ID
 
その他ID
 
博士論文情報
学位授与番号  
学位授与年月日  
学位名  
学位授与機関  
抄録
マグネシウムイオン(以後Mg2+)は細胞内で最も多く存在する2価イオンであり、細胞内で300種類以上の酵素の活性、イオンチャネルに影響を与えるなど重要な役割を担っている。また、近年セカンドメッセンジャーとして機能していると報告され注目を集めている。細胞内Mg2+濃度は、通常0.5-1 mMの間で制御されているが、この恒常性の異常は高血圧、糖尿病、パーキンソン病などの疾患を誘発する。しかし、その詳しいメカニズムは解明されていない。つまり、細胞内Mg2+研究はこれらの疾患のメカニズム解明や新たな生命現象 の発見に貢献できる可能性を持つ。従来のMg2+蛍光プローブは選択性が乏しくカラーバリエーションが少ないといった問題点があった。そこで近赤外領域(650〜900 nm)に極大蛍光を持つ新規マグネシウムイオン蛍光プローブ(KMG-501)を開発した。近赤外蛍光色素としてSi-ローダミン、Mg2+キレート部位にはチャージドベータジケトンリガンドを選択した。この分子は光誘起電子移動(PeT)機構により蛍光のOFF-ONを制御できる。分子設計通り、近赤外領域においてMg2+に対するTurn-ON型のPeT応答を示した。その他のアルカリ、アルカリ土類金属イオンに対しても高い選択性が確認された。そして、KMG-501と可視光域に蛍光を持つミトコンドリアの膜電位、ATP蛍光プローブとのマルチカラー細胞イメージングを達成した。
さらに、細胞小器官選択的なイメージングを目的として、タグタンパク質であるHaloTagに共有結合可能なリガンドを導入したKMG-501Haloの合成を行った。目的化合物の合成は質量分析計により確認できたが、反応で生じる副生成物との分離精製を現在進めている。KMG-501-Haloを開発できれば、ターゲットの細胞小器官の時空間的Mg2+イメージング、蛍光タンパク質とのFRETセンサーとすることで定量的なMg2+イメージングが可能になる。
また、本研究に関連する総説を執筆し、日本化学会のChemistry Letters誌に掲載された。
The magnesium ion (Mg2+) is an essential cation for maintaining proper cellular activities. To visualize the dynamics and functions of Mg2+, there is a great need for the development of Mg2+-selective fuorescent probes. However, conventional Mg2+ fluorescent probes are falling behind in low selectivity and poor fluorescence color variation. In this research, we have developed a Mg2+ probe KMG-501, that has high selectivity for Mg2+ and shows fluorescence in the near-infrared (NIR) region. KMG-501 consists of a charged β-diketone as a selective binding site for Mg2+ and a tetrametyl-substituted Si-rhodamine residue as the NIR fluorophore, which showed OFF-ON response to the concentration of Mg2+. KMG-501 succeeded in imaging intracellular Mg2+ dynamics with NIR fluorescence. Moreover, it allows to simultaneously visualize changes in Mg2+ and ATP concentration and also mitochondrial inner membrane potential and their interactions.
Furthermore, for the organelle-selective imaging, we synthesized KMG-501Halo having a covalently binding ligand to HaloTag Protein. Although the synthesis of the target compound was confirmed by mass spectrometry, purification from the by-products generated in the reaction are currently underway. If KMG-501Halo can be developed, it will be possible to perform spatiotemporal imaging of Mg2+ in the target organelle and quantitative Mg2+ imaging by the FRET sensor consisting of the combination of KMG-501Halo and fluoresent protein.
In addition, he wrote a review related to this research and published it in Chemistry Letters of the Chemical Society of Japan.
 
目次

 
キーワード
 
NDC
 
注記
申請種類 : 福澤基金研究補助
 
言語
日本語  

英語  
資源タイプ
text  
ジャンル
Research Paper  
著者版フラグ
publisher  
関連DOI
アクセス条件

 
最終更新日
Mar 28, 2022 10:40:43  
作成日
Mar 28, 2022 10:40:43  
所有者
mediacenter
 
更新履歴
Mar 28, 2022    インデックス を変更
 
インデックス
/ Public / 塾内助成報告書 / 福澤諭吉記念慶應義塾学事振興基金事業報告集 / 2020年度
 
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