형광 염료 방출 기판을 사용한 다색 바카라 하는 법 기본 기술 개발

국립 선진 산업 과학 기술 연구소의 국립 연구 개발 기관 [Nakabachi Ryoji 의장 (AIST”) 환경 관리 연구 부서 [Tanaka Mikiya의 연구 부서] 환경 미생물학 연구 그룹의 최고 연구원, Kane Seibai, Suzuki, Suzuki, Koji, Suzuki, Koji, Suzuki, Suzuki, Suzuki, Suzuki, Suzuki, Koji, 기술, Chitterio Daniel 교수 및 Nishihara Ryo 교수 (2017 년 9 월 완료) 과학 기술 대학원의 박사 과정이 공동으로 일할 것입니다형광 염료|bioluminescence에 대해 다중 검색이 달성되었습니다 자연스러운Bioluminescent 기판(Coelenterazine, NCZT)는 일련의 형광 염료 방출 바카라 하는 법 기판을 체계적으로 개발하기 위해 도입되었다 이들은 AIST에 의해 독점적으로 만들어집니다인공 생물 바카라 하는 법 효소반응은 그룹 (ALUC®; AISO TM) 및 RENILLA BIOLUMONESCENT ENZYME (RLUC)과 함께 수행하여 파란색에서 빨간색으로 다양한 바카라 하는 법 색상을 얻었습니다 이 색상 변화는 바카라 하는 법 기판의 에너지가 형광 염료로 전달됩니다 (화학 바카라 하는 법/생물 바카라 하는 법 공명 에너지 전달 현상 (CRET/BRET)) 때문입니다 발달 된 바카라 하는 법 기질 중 일부는 바카라 하는 법 효소로 선택적으로 빛을 방출하기 때문에, 복잡한 화학 물질이 공존하는 시스템에서도 특정 바카라 하는 법 효소만이 방출 될 수있다 또한 형광 염료를 도입하기위한 합성 중간체입니다Azido Group매우 높은 가벼움 녹색광 방출을 방출합니다 이러한 결과에는 매우 민감한 진단 시약의 발달, 암의 조기 진단 및 다양한 유형이 포함됩니다bioassay, 생물학적 영상 등에 널리 사용될 것으로 예상

이 연구 결과는 미국 화학 학회의 학술 저널입니다BioConjugate Chemistry에 온라인으로 게시됩니다 2018 년 5 월 16 일 판 (Eastern Daylight Sat Time)

생물 바카라 하는 법은 생체 내에서 생체 내에서 생체 내에서 광 방출 화학 반응을 촉진하는 살아있는 유기체에서 유래 한 효소 (생체) (결혼 유기체)와 같은 생물 바카라 하는 법 효소 (생체 내) (결혼 유기체) (결혼)와 같은 특이 적 촉매 반응을 겪고있는 현상은 현상 적 에너지 반응을 겪는 현상이다 빛으로서의 기판 생물 바카라 하는 법은 일반적으로 신체에 무해하고 복잡한 탐지기가 필요하지 않기 때문에 일반적으로 다양한 생물 분석에서 바카라 하는 법 레이블로 사용됩니다

생물 바카라 하는 법은 형광보다 배경 신호가 낮고 매우 민감한 바카라 하는 법 레이블이지만 빛 방출 자체는 약하고 바카라 하는 법 색상은 제한됩니다 가벼운 방출 기술이 이러한 문제를 극복하면 고성능 생물 분석 시스템의 개발로 이어질 것이며 기본 의학에서 산업 응용 분야에 이르기까지 큰 파급 효과가 있습니다

Keio University는 세계 앞에 다양한 화학 구조로 바카라 하는 법 기판을 개발 한 최초의 자국이었습니다 AIST는 또한 인공 생물 바카라 하는 법 효소 (ALUC®)에 대한 자체 연구 분야를 개발했습니다 생물 바카라 하는 법은 "바카라 하는 법 기판"과 "바카라 하는 법 효소"사이의 촉매 반응을 통해 발생하므로 Keio University의 바카라 하는 법 기판 기술을 AIST의 광 ​​바카라 하는 법 효소 기술과 결합하여 새로운 생물 바카라 하는 법 기술을 개발하기로 결정했습니다

이 개발은 과학 연구를위한 과학 보조금 홍보 (FY2017-2010), 기본 연구 B (FY2016-2017) 및 도전적인 신흥 연구 (FY2016-2017)를위한 일본 협회의 지원을 받았습니다

이번에는, 우리는 알려진 결정 구조를 갖는 RLUC (Renilla Emitting Enzyme) 및 Coelenterazine (CTZ)의 구조에 대한 계산 과학 시뮬레이션을 수행했으며, 이는 ASIST의 원래 인공 생물 미민 중심 효소 (ALUC®)의 효소 활성 부위에 결합하는 천연 바카라 하는 법 기질 인 Coelenterazine (CTZ)을 수행했습니다 (ALUC®) 결과적으로, 바카라 하는 법 효소 ALUC®에 대한 바카라 하는 법 기질의 C-2 위치의 화학적 변형 및 바카라 하는 법 효소 RLUC에 대한 C-6 위치는 효소에 대한 기질의 결합에 유의 한 영향을 미칠 것으로 예측되었다

따라서 Azido 그룹 (N₃)가 도입되었고, 아 지드 그룹 반응성은 플루오 레세 인 (FITC), 나일 레드 (Nile-R), 플루오 레세 인 sumcinimidyl 에스테르 (SFX), 2,6- 디메 톡시 -1,3,5Triazine (dmlt), 및 chlorin 및 및 chlorin 및 chlorin 및 chlorin 및 chlorin 및 시리즈와 같은 작은 형광 염료 분자를 도입하기 위해 사용되었다 염료-퇴화 기질을 합성하였고 (도 2, 3, 4에서, NCZT는 천연 코 엘렌 테라 진을 나타내고, 약식 숫자는 형광 염료 또는 아 지드 그룹이 도입 된 탄소 위치를 나타냅니다) 또한, 지금까지 단 하나의 기질만이 생성되었다 (Chem Asian J 2011, 6, 1800)

 

우리는 또한 새로 합성 된 바카라 하는 법 기판에 대해 최적의 빛을 방출하는 새로운 인공 생물 바카라 하는 법 효소 (ALUC®) 그룹을 개발했습니다 AIST는 개발 한 ALUC®의 이름에 고유 한 숫자를 제공 했으므로 이번에는 ALUC17 및 ALUC18과 같은 이름을 새로운 ALUC® 유형에 제공했습니다 이들은 바카라 하는 법 플랑크톤으로부터 유래 된 바카라 하는 법 효소의 데이터베이스에서 자주 발생하기 쉬운 아미노산을 추출하여 기존의 아미노산 서열을 사용하여 서열 사이의 아미노산 상 동성을 증가시키기 위해 서열을 변형시킴으로써 제조되었다

 

이 발달은 형광 염료를 갖는 바카라 하는 법 기질이 바카라 하는 법 효소와 반응하여 에너지를 생성하고, 에너지가 형광 염료에 전염되고 형광 염료가없는 경우에 다른 색의 형광을 방출한다는 작동 가설에 근거한 것이다 실제로, 화학 바카라 하는 법은 우리가 개발 한 형광 염료 방출 기판을 산화시켜 유도되었고, 청색에서 빨간색까지 다양한 화학 바카라 하는 법 색상을 보여 주었다 (도 5 (a)) 이들은 화학 바카라 하는 법 기판에 의해 생성 된 공명 에너지로 생각되어 화학 바카라 하는 법 기질 공명 에너지 전달 (CRET)에 의해 형광 염료로 전달되어 다양한 색상의 빛이 빛을 방출합니다 이들 형광-함유 바카라 하는 법 기질이 우리가 개발 한 인공 생물 바카라 하는 법 효소 중 하나 인 ALUC16과 혼합되었을 때, 우리는 생물 바카라 하는 법 에너지 전달 (BRET)에 의해 야기되는 방출 스펙트럼을 관찰 할 수 있었다 (도 5 (b)) 한편, 아 지드 그룹 함유 바카라 하는 법 물질 6-N₃-ctz가 생물 바카라 하는 법 효소 RLUC86-535와 혼합되었을 때, 바카라 하는 법 효소는 파란색 (약 400 nm) 이었지만 바카라 하는 법 기판 6-FITC-CTZ와 혼합 될 때 형광성 염도에 겪었을 때 녹색을 나타 냈습니다 다른 생물학적 발효 효소 RLUC8 (도 5 (c))에서 유사한 색상 발달 현상이 관찰되었다

이런 식으로, 형광성 염료 등을 바카라 하는 법 기판에 도입함으로써 다양한 바카라 하는 법 색상이 얻어졌다 도입 된 형광 염료를 변경함으로써 다양한 바카라 하는 법 색상이 생성 될 것으로 예상됩니다

형광성 염료 함유 바카라 하는 법 기판의 중간체 인 Azide 그룹을 갖는 바카라 하는 법 기판₃-CTZ, 2-N₃-ctz)도 ALUC® 그룹과 혼합되어 휘도 및 휘도 색상을 조사했습니다 (그림 6) 결과적으로, 바카라 하는 법 광은 아 지드 그룹이 도입되지 않은 천연 바카라 하는 법 기판 (NCTZ)의 광도보다 상당히 강했고 (도 6 (a)), 바카라 하는 법 색상도 변화했다 (도 6 (b)) 강한 광 방출이 필요한 응용 프로그램에 적용 할 수 있습니다

특정 바카라 하는 법은 또한 특정 바카라 하는 법 기질 및 바카라 하는 법 효소와 함께 만 관찰되었다 예를 들어, 살아있는 동물 세포의 영상화에서 유사하게 특정 바카라 하는 법 현상이 확인되었다 따라서, 2 개 이상의 특이 적 바카라 하는 법 기판 및 바카라 하는 법 효소의 조합이 공존하는 생물 분석 (멀티 플렉스 분석)을 수행하는 것이 가능하다

이번에는 형광 및 생물 바카라 하는 법의 한계를 극복하기위한 새로운 접근법으로서, 자연 생물 바카라 하는 법 기질에 형광 염료를 도입하는 독특한 바카라 하는 법 시스템 인 독특한 바카라 하는 법 시스템이 생성되었으며, 전례가없는 바카라 하는 법 특성 (다양한 광생 색상, Luminescence, LomeSecencecence, LomeSecencecence, Lominescencecence 바카라 하는 법 등)가 달성되었습니다

이 결과를 바탕으로, 우리는 더 높은 밝기, 높은 안정성 및 근적외선 바카라 하는 법 특성을 나타내는 생물 바카라 하는 법 기판을 개발하는 작업을 수행 할 것입니다 또한 실제 생물학적 영상 및 생물 분석에서 개발 한 광 방출 시스템 적용에 대한 연구를 계속 수행하고 혁신적인 분자 이미징 모델을 만드는 것을 목표로합니다

◆ 형광 염료

는 빛을 흡수하고지면 상태로 돌아올 때 형광등을 방출하는 화학 물질을 나타냅니다 많은 천연 및 합성 형광 염료가 지금까지 개발되었습니다 플루오 레세 인과 CY5 염료는 유명합니다[참조로 돌아 가기]

◆ Bioluminescence

이것은 소방관 (절기 동물)과 같은 광고 제기 (절기 동물)와 같은 살아있는 유기체에서 유래 한 생물 바카라 하는 법 효소 (생성 유기체), 랑데 즈 벡스 (CNIDARIA) 및 기타 유기체 (소분자) (소형 촉매 반응), 소형 촉매 반응을 겪는 현상입니다 기판에 저장된 화학 에너지를 분기하고, 전자를 흥분시키고,지면 상태로 돌아올 때 빛을 방출합니다 그것은 열 (차가운 빛)과 관련이없는 빛을 나타냅니다 화학 에너지를 사용한다는 점에서 화학 바카라 하는 법의 한 유형입니다[참조로 돌아 가기]

◆ 생물 바카라 하는 법 기판

바카라 하는 법 효소와의 특정 촉매 반응을 수행함으로써 빛을 방출하는 소분자 화학 물질 화학 에너지를 저장하는 화학 물질이며, 바카라 하는 법 효소에 결합하는 것과 같은 특정 조건이 충족되면 화학 에너지는 전자를 흥분시키고지면 상태로 돌아올 때 빛을 방출합니다[참조로 돌아 가기]

◆ 인공 생물 바카라 하는 법 효소 (ALUC®)

플랑크톤 유래 바카라 하는 법 효소 데이터베이스에서 자주 발생하기 쉬운 아미노산을 추출하여 인위적으로 생성 된 일련의 생물 바카라 하는 법 효소를 말합니다 이것은 AIST가 개발 한 최초의 기술입니다 일반적으로, 바카라 하는 법 광 및 안정성은 기존의 바카라 하는 법 효소보다 우수하다[참조로 돌아 가기]

◆ 화학 바카라 하는 법/생물 바카라 하는 법 공명 에너지 전달 현상 (CRET/BRET)

방출의 공명 에너지는 주변 형광 물질로 전달 될 수 있습니다 이 경우, 공명 에너지의 원래 파장의 더 긴 파장쪽으로 형광을 이동하는 것이 일반적으로 가능합니다 Bret은 생물 바카라 하는 법 효소의 효소 활성으로 인해 바카라 하는 법이 생성되는 경우를 말하며, 바카라 하는 법 공명 에너지는 근처 형광 염료 등으로 전달됩니다[참조로 돌아 가기]

◆ Azido Group

기능 그룹 (N₃)를 나타냅니다 아 지드 그룹을 가진 화학 물질을 아 지드라고합니다[참조로 돌아 가기]

◆ BioAssay

는 유기체의 고유 한 기능을 활용하는 측정 (분석) 시스템을 나타냅니다 셀 라인 및 비 세포 계보 생물 분석이 있습니다 전형적인 비 세포 생물 분석법은 항원-항체 반응을 사용한 진단 시약이다 임신 진단 시약 및 배란 진단 시약으로 유명합니다 대표적인 세포 기반 바이오 아시는 리포터 유전자 분석이다 이것은 리포터 단백질이 자극 의존적 방식으로 발현되는 메커니즘입니다 리포터 단백질의 밝기와 색도는 자극의 강도와 지속 시간에 비례합니다[참조로 돌아 가기]