生体内ヘムを「見る」「制御する」新たな分子技術の確立

プログラム

薬学系研究継続助成　

所属機関

岐阜薬科大学

所属部署

薬学部　薬化学研究室

キーワード

化学プローブ　ヘム　イメージング

研究結果の概要

ヘムは、地球上に存在するほぼすべての動植物が有する鉄-ポルフィリン錯体であり、光合成、エネルギー産生、酸素運搬、酵素反応等、鉄補欠因子として様々な機能を示す。しかしながら、生体内のヘム動態を観察することは不可能であり、「ヘム自体」の挙動や機能を調べる研究手法は現状でも極めて限られ、遊離のヘムの動態・機能はその多くが未解明のままである。そこで本研究では、生体組織での遊離ヘムを可視化できる、かつ、オミクス解析に応用可能な新たな化学ツールの開発を実施した。我々は近年、ヘム選択的蛍光プローブを開発したが、その技術を基盤として、新たに、ヘムと反応することで生体分子と共有結合を形成する化学ツールHeme-Trap（HT）を開発した。HTは、ヘム存在下において、選択的に活性化され、タンパク質と共有結合をする。この性質を活かし、本研究では、細胞に加えて、マウス脳組織でのヘムイメージングに成功した。さらに、脳組織からプローブ染色細胞のみを採取し、そのシングセル解析にも成功した。

公表論文

Molecular Imaging of Labile Heme in Living Cells Using a Small Molecule Fluorescent Probe. J. Am. Chem. Soc. 2022, 144 (9), 3793–3803.