B01：「実用的フェロミクスプローブの開発と応用」
平山 祐（岐阜薬科大学 薬学部）
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鉄イオンやヘムは生命にとって無くてはならない金属種で、タンパク質と結合することにより様々な機能を発揮しています。こういったタンパク質・金属複合体に加え、体内ではタンパク質とは結合していない、もしくは非常に弱く結合した状態の鉄イオンやヘムも存在していて、これらの濃度変動が色々な生命機能の引き金となっています。このような遊離状態にある鉄イオン・ヘムは検出すること自体が難しく、その挙動については分かっているようで分かっていないような状況が続いています。我々のグループではこれまでに細胞内で遊離状態にある鉄イオン（＝二価鉄イオン）を選択的に検出できる蛍光プローブを精力的に開発してきました。また、最近では遊離状態のヘムを検出できる蛍光プローブの開発にも成功し、細胞内・生体内での鉄イオン・ヘムを捉えることができるようになってきました。本研究ではさらに、近年我々が見出した化学反応を使い、二価鉄イオンおよびヘムを標的としたオミクス解析への応用が可能な化学プローブを開発します。ここで開発するプローブ分子を使って領域内の研究者の方々と連携し、鉄の生命科学における現状打破につなげていきたいと考えています。
【関連する代表的論文】
K. Kawai, T. Hirayama, H. imai, T. Murakami, M. Inden, I. Hozumi, H. Nagasawa,
“Molecular Imaging of Labile Heme in Living Cells Using a Small Molecule Fluorescent Probe”
J. Am. Chem. Soc., 2022, 144, 3793–3803
doi: 10.1021/jacs.1c08485
A. Mukaimine, T. Hirayama, H. Nagasawa,
“Asymmetric bismuth-rhodamines as an activatable fluorogenic photosensitizer”
Org. Biomol. Chem., 2021, 19, 3611–3619
doi: 10.1039/d0ob02456b
T. Hirayama, M. Niwa, S. Hirosawa, H. Nagasawa,
“High-Throughput Screening for the Discovery of iron homeostasis Modulators Using and Extremely Sensitive Fluorescent Probe”
ACS Sens., 2020, 5, 2950–2958
doi: 10.1021/acssensors.0c01445
R. Kakiuchi, T. Hirayama, D. Yanagisawa, I. Tooyama, H. Nagasawa,
“A 19F-MRI probe for the detection of Fe(II) ions in an aqueous system”
Org. Biomol. Chem., 2020, 18, 5843–5849
doi: 10.1039/d0ob00903b
T. Hirayama, M. Inden, H. Tsuboi, M. Niwa, Y. Uchida, Y. Naka, I. Hozumi, H. Nagasawa,
“A Golgi-targeting fluorescent probe for labile Fe(II) to reveal an abnormal cellular iron distribution induced by dysfunction of VPS35”
Chem. Sci., 2019, 10, 1514–1521
doi:10.1039/C8SC04386H
M. Niwa, T. Hirayama, I. Oomoto, D. O. Wang, H. Nagasawa
“Fe(II) ion release during endocytotic uptake of iron visualized by a membrane-anchoring Fe(II) fluorescent probe”
ACS Chem. Biol., 2018, 13, 1853–1861
doi: 10.1021/acschembio.7b00939
T. Hirayama, H. Tsuboi, M. Niwa, A. Miki, S. Kadota, Y. Ikeshita, K. Okuda and H. Nagasawa
“Fe(II) ion release during endocytotic uptake of iron visualized by a membrane-anchoring Fe(II) fluorescent probe”
Chem. Sci., 2017, 8, 4858–4866
doi:10.1039/C6SC05457A
T. Hirayama, K. Okuda and H. Nagasawa
“A highly selective turn-on fluorescent probe for iron(II) to visualize labile iron in living cells”
Chem. Sci., 2013, 4, 1250–1256
doi:10.1039/c2sc21649c