7824田中 慎一Shin-ichi TANAKA伊野部智由Tomonao INOBE医療応用を目指した近赤外蛍光性白金ナノクラスターの開発と１分子in vivoイメージングへの展開 (2014年採択)Development of Near-Infrared-Emitting Platinum Nanoclusters aimed at in vivo Imaging and Biomedical Application (Project 2014)プロテアソーム機能発現における構成サブユニット間動的相互作用 (2014年採択)Dynamic interaction among proteasome subunits for their functions (Project 2014)癌の診断や幹細胞治療の研究を進めるためには，生体内で機能する生体分子の挙動について分子レベルで観察し，評価する必要がある．そこで，本研究では化学的に安定で毒性の少ない白金で合成可能な近赤外蛍光性白金ナノクラスターの開発とそれらを利用した生体１分子イメージング技術の構築を目指す．合成した白金ナノクラスターは細胞無毒で発光波長：600〜650 nm，量子収率：1.0%程度であるだけでなく，原子レベルでの空間分解能を持つ走査透過型電子顕微鏡観察によって，その粒径が約1.0 nmであることが明らかとなった．さらに， 抗体で修飾した白金ナノクラスター蛍光プローブを乳癌細胞（SK-BR-3）へ投与し，蛍光観察を実施した．A single molecule imaging technique can reveal molecular mechanisms in living organisms and is a powerful tool for research in the biomedical fields of cancer diagnosis and stem cell therapy. In this study, I developed near-infrared emitting platinum nanoclusters, which possess low cytotoxicity, high photostability, and high brightness, and applied them to single molecules in in vivo imaging. The synthesized platinum nanoclusters exhibited red emission (Em, 630 nm; Ex, 535 nm) and possessed approximately 1.0% quantum yield. Fur-thermore, I observed a scanning transmission electron microscope image of Pt nanoclusters and revealed that the particle size of Pt nanoclusters was approximately 1.0 nm. After conjugating with an antibody, I labeled the SK-BR-3 cell and observed the fluorescence of a living cell.プロテアソームの蛋白質分解機能は，構成サブユニット間の相互作用や，サブユニットの入れ替えによって調整されているが，その定量的な分子メカニズムの研究はほとんど行われていない．本研究では，プロテアソームサブユニット間の相互作用の定量的解析と，新規定量測定法の開発を行った．その結果，サブユニット間相互作用の強さを見積もることに成功し，プロテアソームの分解活性とサブユニット構造の安定性の相関が示唆された．そしてサブユニット間の相互作用の人工的制御により，分解制御もできることを明らかにした．今後，新たに開発した同位体ラベルサブユニット交換法により，プロテアソームサブユニットの動的離散集合をより定量的に明らかにしていく．Proteasome-mediated protein degradation is regulated by inter-subunit interactions and subunit-exchanges among composed subunits; however, their detailed quantitative mechanism remains poorly understood. Here, we quantitatively analyzed inter-subunit interactions of the proteasome and developed a novel method for the quantitative measurement of inter-subunit interactions. We succeeded in quantififcating inter-subunit interac-tions and suggest that the inter-subunit stability would correlate with the degradation activity of the proteas-ome. We also showed that the proteasomal degradation activity could be regulated by the artificial regulation of inter-subunit interactions. We will further investigate the dynamic inter-subunit interaction of the proteas-ome using the newly developed isotope-labeled subunit exchange method.
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