Details of the Researcher

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Shin Mizukami
Section
Institute of Multidisciplinary Research for Advanced Materials
Job title
Professor
Degree

  • 博士（薬学）（東京大学）

  • 修士（薬学）（東京大学）

Research History 8

  • 2016/04 - Present
    Tohoku University　Graduate School of Life Sciences Department of Molecular and Chemical Life Sciences

  • 2016/04 - Present
    Tohoku University　Graduate School of Science Department of Chemistry

  • 2016/04 - Present
    Tohoku University　Institute of Multidisciplinary Research for Advanced Materials

  • 2009/06 - 2016/03
    Osaka University　Graduate School of Engineering

  • 2007/04 - 2009/06
    Osaka University　Graduate School of Engineering

  • 2005/09 - 2007/03
    Osaka University　Graduate School of Engineering

  • 2004/04 - 2005/08
    スタンフォード大学　化学科　学振海外特別研究員

  • 2002/04 - 2004/03
    産業技術総合研究所　界面ナノアーキテクトニクス研究センター　産総研特別研究員

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Education 2

  • The University of Tokyo　Graduate School of Pharmaceutical Sciences

    1997/04 - 2002/03

  • The University of Tokyo　Faculty of Pharmaceutical Sciences

    - 1997/03

Committee Memberships 5

  • 日本化学会生体機能関連化学部会　幹事

    2017 - Present

  • 日本ケミカルバイオロジー学会　世話人

    2016 - Present

  • 日本分子イメージング学会　機関紙編集委員

    2015 - Present

  • 日本分子イメージング学会　機関紙編集長

    2021 - 2023/06

  • 日本分子イメージング学会　理事

    2018/06 - 2023/06

Professional Memberships 7

  • THE JAPAN SOCIETY OF DRUG DELIVERY SYSTEM

  • THE BIOPHYSICAL SOCIETY OF JAPAN

  • The American Chemical Society

  • JAPANESE SOCIETY FOR CHEMICAL BIOLOGY

  • 日本分子イメージング学会

  • THE PHARMACEUTICAL SOCIETY OF JAPAN

  • THE CHEMICAL SOCIETY OF JAPAN

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Research Interests 2

  • 生物有機化学

  • ケミカルバイオロジー

Research Areas 1

  • Nanotechnology/Materials / Chemical biology /

Awards 5

  1. 総長奨励賞（研究部門）

    2012/08　大阪大学

  2. 平成24年度 文部科学大臣表彰 若手科学者賞

    2012/04　文部科学省

  3. 平成23年度 日本薬学会奨励賞

    2011/03　日本薬学会

  4. 第5回 日本分子イメージング学会学術集会 大会長賞

    2010/05　日本分子イメージング学会

  5. 第3回 バイオ関連化学シンポジウム 部会講演賞

    2008/09　日本化学会生体機能関連化学部会

Papers 104

  1. Quantification of lysosomal labile Zn2+ and monitoring of Zn2+ efflux using a small-molecule–protein hybrid fluorescent probe Peer-reviewed

    Yuyin Du, Toshiyuki Kowada, EunHye Sung, Rong Liu, Andrei Soloviev, Toshitaka Matsui, Shin Mizukami

    Journal of Inorganic Biochemistry　264　112811-112811　2025/03

    Publisher: Elsevier BV

    DOI： 10.1016/j.jinorgbio.2024.112811 　

    ISSN： 0162-0134

  2. Quantitative control of subcellular protein localization with a photochromic dimerizer Peer-reviewed

    Takato Mashita, Toshiyuki Kowada, Hayashi Yamamoto, Satoshi Hamaguchi, Toshizo Sato, Toshitaka Matsui, Shin Mizukami

    Nature Chemical Biology　2024/06/18

    Publisher: Springer Science and Business Media LLC

    DOI： 10.1038/s41589-024-01654-w 　

    ISSN： 1552-4450

    eISSN： 1552-4469

  3. Zinc controls histone acetyltransferase KAT7 activity to maintain cellular zinc homeostasis

    Takao Fujisawa, Satoshi Takenaka, Lila Maekawa, Toshiyuki Kowada, Toshitaka Matsui, Shin Mizukami, Isao Naguro, Hidenori Ichijo

    bioRxiv　2023/10/19

    Publisher: Cold Spring Harbor Laboratory

    DOI： 10.1101/2023.10.18.562865 　

    More details Close

    Abstract Zinc is an indispensable micronutrient for optimal physiological function; therefore, zinc deficiency has been implicated in the pathogenesis of various human diseases. To address these deleterious conditions, our bodies have regulatory mechanisms that respond to zinc deficiency stress at the cellular level. However, the related molecular mechanisms, especially at the gene expression level, remain poorly understood. Here, we show that during zinc deficiency, the histone acetyltransferase KAT7 loses its enzymatic activity, leading to the attenuated acetylation of histone H3 at Lys14 (H3K14ac). Physiologically, this decrease in H3K14ac leads to the transcriptional upregulation ofZIP10, a plasma membrane-localized zinc transporter, thereby importing zinc from extracellular sources to maintain cellular zinc homeostasis. Our data demonstrate that cells respond to zinc deficiency stress by converting it into an epigenetic signal to drive cellular responses.

  4. Cellsketch: Simplified Cell Representation for Label-free Cell and Nuclei Segmentation Peer-reviewed

    Ira Novianti, Shin Mizukami

    Proceedings of 45th Annual International Conference of the IEEE EMBC 2023　2023/07/24

    Publisher: IEEE

    DOI： 10.1109/embc40787.2023.10340497 　

  5. Long-term Imaging of Intranuclear Mg2+ Dynamics during Mitosis Using a Localized Fluorescent Probe Peer-reviewed

    Yusuke Matsui, Toshiyuki Kowada, Yi Ding, Priya Ranjan Sahoo, Kazuya Kikuchi, Shin Mizukami

    Chemical Communications　59　(46)　7048-7051　2023/06/11

    Publisher: Royal Society of Chemistry (RSC)

    DOI： 10.1039/d2cc05930d 　

    ISSN： 1359-7345

    eISSN： 1364-548X

    More details Close

    A novel fluorescent Mg2+ probe was developed based on a small molecule–protein hybrid. This probe enables subcellular targeting, long-term imaging, and high selectivity for Mg2+ over Ca2+. Using ratiometric fluorescence...

  6. Zinc homeostasis governed by Golgi-resident ZnT family members regulates ERp44-mediated proteostasis at the ER-Golgi interface. International-journal Peer-reviewed

    Yuta Amagai, Momo Yamada, Toshiyuki Kowada, Tomomi Watanabe, Yuyin Du, Rong Liu, Satoshi Naramoto, Satoshi Watanabe, Junko Kyozuka, Tiziana Anelli, Tiziana Tempio, Roberto Sitia, Shin Mizukami, Kenji Inaba

    Nature Communications　14　(1)　2683-2683　2023/05/09

    DOI： 10.1038/s41467-023-38397-6 　

    More details Close

    Many secretory enzymes acquire essential zinc ions (Zn2+) in the Golgi complex. ERp44, a chaperone operating in the early secretory pathway, also binds Zn2+ to regulate its client binding and release for the control of protein traffic and homeostasis. Notably, three membrane transporter complexes, ZnT4, ZnT5/ZnT6 and ZnT7, import Zn2+ into the Golgi lumen in exchange with protons. To identify their specific roles, we here perform quantitative Zn2+ imaging using super-resolution microscopy and Zn2+-probes targeted in specific Golgi subregions. Systematic ZnT-knockdowns reveal that ZnT4, ZnT5/ZnT6 and ZnT7 regulate labile Zn2+ concentration at the distal, medial, and proximal Golgi, respectively, consistent with their localization. Time-course imaging of cells undergoing synchronized secretory protein traffic and functional assays demonstrates that ZnT-mediated Zn2+ fluxes tune the localization, trafficking, and client-retrieval activity of ERp44. Altogether, this study provides deep mechanistic insights into how ZnTs control Zn2+ homeostasis and ERp44-mediated proteostasis along the early secretory pathway.

  7. Arylazopyrazole-Based Photoswitchable Inhibitors Selective for Escherichia coli Dihydrofolate Reductase Peer-reviewed

    Himadri S. Sarkar, Takato Mashita, Toshiyuki Kowada, Satoshi Hamaguchi, Toshizo Sato, Kento Kasahara, Nobuyuki Matubayasi, Toshitaka Matsui, Shin Mizukami

    ACS Chemical Biology　2023/01/20

    Publisher: American Chemical Society (ACS)

    DOI： 10.1021/acschembio.2c00749 　

    ISSN： 1554-8929

    eISSN： 1554-8937

  8. Quantitative and Repetitive Control of Subcellular Protein–Protein Interaction Using a Photochromic Dimerizer

    Takato Mashita, Toshiyuki Kowada, Hayashi Yamamoto, Satoshi Hamaguchi, Toshitaka Matsui, Shin Mizukami

    2022/11/09

    Publisher: American Chemical Society (ACS)

    DOI： 10.26434/chemrxiv-2022-7vq8s-v2 　

    More details Close

    Artificial control of intracellular protein dynamics with high precision provides deep insight into complicated biomolecular networks. Optogenetics and caged compound-based chemically induced dimerization (CID) systems are emerging as tools for spatiotemporally regulating intracellular protein dynamics. However, both technologies face several challenges for accurate control such as the duration of activation, deactivation rate, and repetition cycles. Herein, we report a photochromic CID system that employs the photoisomerization of a ligand so that both association and dissociation are controlled by light, enabling quick, repetitive, and quantitative regulation of the target protein localization upon violet and green light illumination. We also demonstrated the usability of the photochromic CID system as a potential tool to finely manipulate intracellular protein dynamics to study diverse cellular processes. Utilizing this system to manipulate PINK1/Parkin-mediated mitophagy, we showed that PINK1 recruitment to the mitochondria can promote Parkin recruitment to proceed with mitophagy.

  9. Flexible Target Recognition of the Intrinsically Disordered DNA-Binding Domain of CytR Monitored by Single-Molecule Fluorescence Spectroscopy Peer-reviewed

    Shrutarshi Mitra, Hiroyuki Oikawa, Divya Rajendran, Toshiyuki Kowada, Shin Mizukami, Athi N. Naganathan, Satoshi Takahashi

    The Journal of Physical Chemistry B　126　(33)　6136-6147　2022/08/25

    Publisher: American Chemical Society (ACS)

    DOI： 10.1021/acs.jpcb.2c02791 　

    ISSN： 1520-6106

    eISSN： 1520-5207

  10. Clip to Click: Controlling Inverse Electron-Demand Diels–Alder Reactions with Macrocyclic Tetrazines Peer-reviewed

    Ira Novianti, Toshiyuki Kowada, Shin Mizukami

    Organic Letters　24　(17)　3223-3226　2022/05/06

    DOI： 10.1021/acs.orglett.2c01010 　

  11. Organelle-Level Labile Zn2+ Mapping Based on Targetable Fluorescent Sensors Peer-reviewed

    Rong Liu, Toshiyuki Kowada, Yuyin Du, Yuta Amagai, Toshitaka Matsui, Kenji Inaba, Shin Mizukami

    ACS Sensors　7　(3)　748-757　2022/03/25

    Publisher: American Chemical Society (ACS)

    DOI： 10.1021/acssensors.1c02153 　

    ISSN： 2379-3694

    eISSN： 2379-3694

  12. Fluorescent Probes for the Quantification of Labile Metal Ions in Living Cells Invited Peer-reviewed

    Toshiyuki Kowada, Shin Mizukami

    Journal of Synthetic Organic Chemistry, Japan　79　(11)　1020-1032　2021/11/01

    Publisher: The Society of Synthetic Organic Chemistry, Japan

    DOI： 10.5059/yukigoseikyokaishi.79.1020 　

    ISSN： 0037-9980

    eISSN： 1883-6526

  13. Optical Manipulation of Subcellular Protein Translocation Using a Photoactivatable Covalent Labeling System

    Toshiyuki Kowada, Keisuke Arai, Akimasa Yoshimura, Toshitaka Matsui, Kazuya Kikuchi, Shin Mizukami

    Angewandte Chemie　133　(20)　11479-11484　2021/05/10

    Publisher: Wiley

    DOI： 10.1002/ange.202016684 　

  14. Optical manipulation of subcellular protein translocation using a photoactivatable covalent labeling system Peer-reviewed

    Toshiyuki Kowada, Keisuke Arai, Akimasa Yoshimura, Toshitaka Matsui, Kazuya Kikuchi, Shin Mizukami

    Angewandte Chemie International Edition　60　(20)　11378-11383　2021/05/10

    Publisher: Wiley

    DOI： 10.1002/anie.202016684 　

    ISSN： 1433-7851

    eISSN： 1521-3773

    More details Close

    Abstract The photoactivatable chemically induced dimerization (photo‐CID) technique for tag‐fused proteins is one of the most promising methods for regulating subcellular protein translocations and protein–protein interactions. However, light‐induced covalent protein dimerization in living cells has yet to be established, despite its various advantages. Herein, we developed a photoactivatable covalent protein‐labeling technology by applying a caged ligand to the BL‐tag system, a covalent protein labeling system that uses mutant β‐lactamase. We further developed CBHD, a caged protein dimerizer, using caged BL‐tag and HaloTag ligands, and achieved light‐induced protein translocation from the cytoplasm to subcellular regions. In addition, this covalent photo‐CID system enabled quick protein translocation to a laser‐illuminated microregion. These results indicate that the covalent photo‐CID system will expand the scope of CID applications in the optical manipulation of cellular functions.

  15. Protocol for synthesis and use of a turn-on fluorescent probe for quantifying labile Zn2+ in the Golgi apparatus in live cells Peer-reviewed

    Toshiyuki Kowada, Tomomi Watanabe, Rong Liu, Shin Mizukami

    STAR Protocols　2　(2)　100395-100395　2021/03

    Publisher: Elsevier BV

    DOI： 10.1016/j.xpro.2021.100395 　

    ISSN： 2666-1667

  16. Long-Term Mg2+ Imaging in Live Cells with a Targetable Fluorescent Probe

    Priya Ranjan Sahoo, Toshiyuki Kowada, Shin Mizukami

    Methods in Molecular Biology　2274　237-243　2021

    Publisher: Humana Press Inc.

    DOI： 10.1007/978-1-0716-1258-3_20 　

    ISSN： 1940-6029 1064-3745

  17. Single-cell dynamics of pannexin-1-facilitated programmed ATP loss during apoptosis Peer-reviewed

    Hiromi Imamura, Shuichiro Sakamoto, Tomoki Yoshida, Yusuke Matsui, Silvia Penuela, Dale W. Laird, Shin Mizukami, Kazuya Kikuchi, Akira Kakizuka

    eLife　9　e61960　2020/10

    DOI： 10.7554/eLife.61960 　

    eISSN： 2050-084X

  18. Quantitative Imaging of Labile Zn2+ in the Golgi Apparatus Using a Localizable Small-Molecule Fluorescent Probe Peer-reviewed

    Toshiyuki Kowada, Tomomi Watanabe, Yuta Amagai, Rong Liu, Momo Yamada, Hiroto Takahashi, Toshitaka Matsui, Kenji Inaba, Shin Mizukami

    Cell Chemical Biology　27　(12)　1521-1531　2020/09

    Publisher: Elsevier BV

    DOI： 10.1016/j.chembiol.2020.09.003 　

    ISSN： 2451-9456

  19. Light‐Wavelength‐Based Quantitative Control of Dihydrofolate Reductase Activity by Using a Photochromic Isostere of an Inhibitor Peer-reviewed

    Takato Mashita, Toshiyuki Kowada, Hiroto Takahashi, Toshitaka Matsui, Shin Mizukami

    ChemBioChem　20　1382-1386　2019/06

    Publisher: Wiley

    DOI： 10.1002/cbic.201800816 　

  20. Improvement in Photostability of Fluorescein by Lanthanide Ions Based on Energy Transfer-based Triplet State Quenching Peer-reviewed

    Takuma Imoto, Masayasu Muramatsu, Hiroshi Miyasaka, Shin Mizukami, Kazuya Kikuchi

    Chemistry Letters　48　(10)　1181-1184　2019

    DOI： 10.1246/cl.190469 　

    ISSN： 0366-7022

    eISSN： 1348-0715

  21. Perfluorocarbon-Based 19F MRI Nanoprobes for In Vivo Multicolor Imaging International-journal Peer-reviewed

    Kazuki Akazawa, Fuminori Sugihara, Tatsuya Nakamura, Hisashi Matsushita, Hiroaki Mukai, Rena Akimoto, Masafumi Minoshima, Shin Mizukami, Kazuya Kikuchi

    Angewandte Chemie - International Edition　57　(51)　16742-16747　2018/12

    DOI： 10.1002/anie.201810363 　

    ISSN： 1433-7851

  22. Highly Sensitive Detection of Caspase-3/7 Activity in Living Mice Using Enzyme-Responsive 19F MRI Nanoprobes Peer-reviewed

    Kazuki Akazawa, Fuminori Sugihara, Tatsuya Nakamura, Shin Mizukami, Kazuya Kikuchi

    Bioconjugate Chemistry　29　(5)　1720-1728　2018/05/16

    Publisher: American Chemical Society

    DOI： 10.1021/acs.bioconjchem.8b00167 　

    ISSN： 1520-4812 1043-1802

    eISSN： 1520-4812

  23. Ratiometric Imaging of Intracellular Mg2+ Dynamics Using a Red Fluorescent Turn-off Probe and a Green Fluorescent Turn-on Probe Peer-reviewed

    Yusuke Matsui, Shin Mizukami, Kazuya Kikuchi

    CHEMISTRY LETTERS　47　(1)　23-26　2018/01

    DOI： 10.1246/cl.170918 　

    ISSN： 0366-7022

    eISSN： 1348-0715

  24. Sensing caspase-1 activity using activatable 19F MRI nanoprobes with improved turn-on kinetics International-journal Peer-reviewed

    Kazuki Akazawa, Fuminori Sugihara, Masafumi Minoshima, Shin Mizukami, Kazuya Kikuchi

    Chemical Communications　54　(83)　11785-11788　2018/01

    DOI： 10.1039/c8cc05381b 　

    ISSN： 1359-7345

  25. Intracellular Protein-Labeling Probes for Multicolor Single-Molecule Imaging of Immune Receptor-Adaptor Molecular Dynamics Peer-reviewed

    Ryota Sato, Jun Kozuka, Masahiro Ueda, Reiko Mishima, Yutaro Kumagai, Akimasa Yoshimura, Masafumi Minoshima, Shin Mizukami, Kazuya Kikuchi

    JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY　139　(48)　17397-17404　2017/12

    DOI： 10.1021/jacs.7b08262 　

    ISSN： 0002-7863

  26. Visualization of long-term Mg2+ dynamics in apoptotic cells using a novel targetable fluorescent probe Peer-reviewed

    Yusuke Matsui, Yosuke Funato, Hiromi Imamura, Hiroaki Miki, Shin Mizukami, Kazuya Kikuchi

    CHEMICAL SCIENCE　8　(12)　8255-8264　2017/12

    DOI： 10.1039/c7sc03954a 　

    ISSN： 2041-6520

    eISSN： 2041-6539

  27. Highly selective tridentate fluorescent probes for visualizing intracellular Mg2+ dynamics without interference from Ca2+ fluctuation Peer-reviewed

    Yusuke Matsui, Kalyan K. Sadhu, Shin Mizukami, Kazuya Kikuchi

    CHEMICAL COMMUNICATIONS　53　(77)　10644-10647　2017/10

    DOI： 10.1039/c7cc06141b 　

    ISSN： 1359-7345

    eISSN： 1364-548X

  28. Enzyme-triggered compound release using functionalized antimicrobial peptide derivatives Peer-reviewed

    Shin Mizukami, Masayoshi Kashibe, Kengo Matsumoto, Yuichiro Hori, Kazuya Kikuchi

    CHEMICAL SCIENCE　8　(4)　3047-3053　2017/04

    DOI： 10.1039/c6sc04435b 　

    ISSN： 2041-6520

    eISSN： 2041-6539

  29. Targetable fluorescent sensors for advanced cell function analysis Peer-reviewed

    Shin Mizukami

    JOURNAL OF PHOTOCHEMISTRY AND PHOTOBIOLOGY C-PHOTOCHEMISTRY REVIEWS　30　24-35　2017/03

    DOI： 10.1016/j.jphotochemrev.2017.01.003 　

    ISSN： 1389-5567

    eISSN： 1873-2739

  30. Real-time intravital imaging of pH variation associated with osteoclast activity Peer-reviewed

    Hiroki Maeda, Toshiyuki Kowada, Junichi Kikuta, Masayuki Furuya, Mai Shirazaki, Shin Mizukami, Masaru Ishii, Kazuya Kikuchi

    NATURE CHEMICAL BIOLOGY　12　(8)　579-+　2016/08

    DOI： 10.1038/NCHEMBIO.2096 　

    ISSN： 1552-4450

    eISSN： 1552-4469

  31. Selective Labeling of Proteins on Living Cell Membranes Using Fluorescent Nanodiamond Probes Peer-reviewed

    Shingo Sotoma, Jun Iimura, Ryuji Igarashi, Koichiro M. Hirosawa, Hidenori Ohnishi, Shin Mizukami, Kazuya Kikuchi, Takahiro K. Fujiwara, Masahiro Shirakawa, Hidehito Tochio

    NANOMATERIALS　6　(4)　56　2016/04

    DOI： 10.3390/nano6040056 　

    ISSN： 2079-4991

  32. Visualization and Functional Regulation of Live Cell Proteins Based on Labeling Probe Design Peer-reviewed

    Mizukami Shin, Kikuchi Kazuya

    YAKUGAKU ZASSHI　136　(1)　21-27　2016

    DOI： 10.1248/yakushi.15-00225-4 　

    ISSN： 0031-6903

  33. ラベル化分子設計に基づく蛋白質の可視化と機能制御 Peer-reviewed

    水上進, 菊地和也

    薬学雑誌　136　(1)　21-27　2016/01

    Publisher:

    ISSN： 0031-6903

    eISSN： 1347-5231

  34. Nonlinear fluorescence imaging by photoinduced charge separation Peer-reviewed

    Kentaro Mochizuki, Lanting Shi, Shin Mizukami, Masahito Yamanaka, Mamoru Tanabe, Wei-Tao Gong, Almar F. Palonpon, Shogo Kawano, Satoshi Kawata, Kazuya Kikuchi, Katsumasa Fujita

    JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS　54　(4)　2015/04

    DOI： 10.7567/JJAP.54.042403 　

    ISSN： 0021-4922

    eISSN： 1347-4065

  35. Nonlinear fluorescence probe using photoinduced charge separation Peer-reviewed

    Kentaro Mochizuki, Lanting Shi, Shin Mizukami, Masahito Yamanaka, Mamoru Tanabe, Wei-Tao Gong, Almar F. Palonpon, Shogo Kawano, Satoshi Kawata, Kazuya Kikuchi, Katsumasa Fujita

    NANOIMAGING AND NANOSPECTROSCOPY III　9554　2015

    DOI： 10.1117/12.2190721 　

    ISSN： 0277-786X

  36. Activatable F-19 MRI Nanoparticle Probes for the Detection of Reducing Environments Peer-reviewed

    Tatsuya Nakamura, Hisashi Matsushita, Fuminori Sugihara, Yoshichika Yoshioka, Shin Mizukami, Kazuya Kikuchi

    ANGEWANDTE CHEMIE-INTERNATIONAL EDITION　54　(3)　1007-1010　2015/01

    DOI： 10.1002/anie.201409365 　

    ISSN： 1433-7851

    eISSN： 1521-3773

  37. Mesoporous silica nanoparticles for F-19 magnetic resonance imaging, fluorescence imaging, and drug delivery Peer-reviewed

    Tatsuya Nakamura, Fuminori Sugihara, Hisashi Matsushita, Yoshichika Yoshioka, Shin Mizukami, Kazuya Kikuchi

    CHEMICAL SCIENCE　6　(3)　1986-1990　2015

    DOI： 10.1039/c4sc03549f 　

    ISSN： 2041-6520

    eISSN： 2041-6539

  38. An enzyme-responsive metal-enhanced near-infrared fluorescence sensor based on functionalized gold nanoparticles Peer-reviewed

    Zhanghua Zeng, Shin Mizukami, Katsumasa Fujita, Kazuya Kikuchi

    CHEMICAL SCIENCE　6　(8)　4934-4939　2015

    DOI： 10.1039/c5sc01850a 　

    ISSN： 2041-6520

    eISSN： 2041-6539

  39. Membrane protein CNNM4-dependent Mg2+ efflux suppresses tumor progression Peer-reviewed

    Yosuke Funato, Daisuke Yamazaki, Shin Mizukami, Lisa Du, Kazuya Kikuchi, Hiroaki Miki

    JOURNAL OF CLINICAL INVESTIGATION　124　(12)　5398-5410　2014/12

    DOI： 10.1172/JCI76614 　

    ISSN： 0021-9738

    eISSN： 1558-8238

  40. Ratiometric MRI Sensors Based on Core-Shell Nanoparticles for Quantitative pH Imaging Peer-reviewed

    Satoshi Okada, Shin Mizukami, Takao Sakata, Yutaka Matsumura, Yoshichika Yoshioka, Kazuya Kikuchi

    ADVANCED MATERIALS　26　(19)　2989-2992　2014/05

    DOI： 10.1002/adma.201305018 　

    ISSN： 0935-9648

    eISSN： 1521-4095

  41. Protein labeling technology based on mutant enzyme and its application to new biological research tools Peer-reviewed

    Shin Mizukami

    Seikagaku　86　(2)　154-159　2014/04

    Publisher: Japanese Biochemical Society

    ISSN： 0037-1017

  42. (HMRI)-H-1 Detection of Gene Expression in Living Cells by Using Protein Tag and Biotinylation Probe Peer-reviewed

    Akimasa Yoshimura, Shin Mizukami, Yuki Mori, Yoshichika Yoshioka, Kazuya Kikuchi

    CHEMISTRY LETTERS　43　(2)　219-221　2014/02

    DOI： 10.1246/cl.130942 　

    ISSN： 0366-7022

    eISSN： 1348-0715

  43. Multifunctional Core-Shell Silica Nanoparticles for Highly Sensitive F-19 Magnetic Resonance Imaging Peer-reviewed

    Hisashi Matsushita, Shin Mizukami, Fuminori Sugihara, Yosuke Nakanishi, Yoshichika Yoshioka, Kazuya Kikuchi

    ANGEWANDTE CHEMIE-INTERNATIONAL EDITION　53　(4)　1008-1011　2014/01

    DOI： 10.1002/anie.201308500 　

    ISSN： 1433-7851

    eISSN： 1521-3773

  44. Small-Molecule-Based Protein-Labeling Technology in Live Cell Studies: Probe-Design Concepts and Applications Peer-reviewed

    Shin Mizukami, Yuichiro Hori, Kazuya Kikuchi

    ACCOUNTS OF CHEMICAL RESEARCH　47　(1)　247-256　2014/01

    DOI： 10.1021/ar400135f 　

    ISSN： 0001-4842

    eISSN： 1520-4898

  45. Development of a fluorescent probe providing nonlinear response through intramolecular electron transfer Peer-reviewed

    Mochizuki K, Shi L, Mizukami S, Yamanaka M, Tanabe M, Gong W.T, Kawano S, Smith N.I, Kawata S, Kikuchi K, Fujita K

    JSAP-OSA Joint Symposia, JSAP 2014　2014

  46. 酵素変異体に基づく蛋白質ラベル化技術の開発と新たな生物学研究ツールへの展開 Peer-reviewed

    水上 進

    生化学　86　154-159　2014

  47. Efficient Development of Luminescent Lanthanide(III) Complexes by Solid-phase Synthesis and On-resin Screening Peer-reviewed

    T. Nakamura, S. Mizukami, M. Tanaka, K. Kikuchi

    Chem. Asia. J.　2013/12

    DOI： 10.1012/asia.201300759 　

  48. Basolateral Mg2+ Extrusion via CNNM4 Mediates Transcellular Mg2+ Transport across Epithelia: A Mouse Model Peer-reviewed

    Daisuke Yamazaki, Yosuke Funato, Jiro Miura, Sunao Sato, Satoru Toyosawa, Kazuharu Furutani, Yoshihisa Kurachi, Yoshihiro Omori, Takahisa Furukawa, Tetsuya Tsuda, Susumu Kuwabata, Shin Mizukami, Kazuya Kikuchi, Hiroaki Miki

    PLOS GENETICS　9　(12)　2013/12

    DOI： 10.1371/journal.pgen.1003983 　

    ISSN： 1553-7404

  49. Efficient formation of luminescent lanthanide(III) complexes by solid-phase synthesis and on-resin screening Peer-reviewed

    Tatsuya Nakamura, Shin Mizukami, Miho Tanaka, Kazuya Kikuchi

    Chemistry - An Asian Journal　8　(11)　2685-2690　2013/11

    DOI： 10.1002/asia.201300759 　

    ISSN： 1861-4728 1861-471X

  50. Development of cell-impermeable coelenterazine derivatives Peer-reviewed

    Eric Lindberg, Shin Mizukami, Keiji Ibata, Takashi Fukano, Atsushi Miyawaki, Kazuya Kikuchi

    Chemical Science　4　(12)　4395-4400　2013/10/28

    DOI： 10.1039/c3sc51985f 　

    ISSN： 2041-6539 2041-6520

  51. Development of Luminescent Coelenterazine Derivatives Activatable by beta-Galactosidase for Monitoring Dual Gene Expression Peer-reviewed

    Eric Lindberg, Shin Mizukami, Keiji Ibata, Atsushi Miyawaki, Kazuya Kikuchi

    CHEMISTRY-A EUROPEAN JOURNAL　19　(44)　14970-14976　2013/10

    DOI： 10.1002/chem.201302002 　

    ISSN： 0947-6539

    eISSN： 1521-3765

  52. Dynamic visualization of RANKL and Th17-mediated osteoclast function. International-journal Peer-reviewed

    Junichi Kikuta, Yoh Wada, Toshiyuki Kowada, Ze Wang, Ge-Hong Sun-Wada, Issei Nishiyama, Shin Mizukami, Nobuhiko Maiya, Hisataka Yasuda, Atsushi Kumanogoh, Kazuya Kikuchi, Ronald N Germain, Masaru Ishii

    The Journal of clinical investigation　123　(2)　866-73　2013/02

    DOI： 10.1172/JCI65054 　

  53. 細胞タンパク質への機能性分子ラベリング技術 (材料開発最前線 細胞の制御とイメージング技術) Peer-reviewed

    水上 進, 菊地 和也

    未来材料　13　(2)　5-10　2013/02

    Publisher: エヌ・ティー・エス

    ISSN： 1346-0986

  54. pH Induced dual "OFF-ON-OFF" switch: influence of a suitably placed carboxylic acid Peer-reviewed

    Kalyan K. Sadhu, Shin Mizukami, Akimasa Yoshimura, Kazuya Kikuchi

    ORGANIC & BIOMOLECULAR CHEMISTRY　11　(4)　563-568　2013

    DOI： 10.1039/c2ob26630j 　

    ISSN： 1477-0520

    eISSN： 1477-0539

  55. Nano-sized Molecule: New Approach for Diagnosis and Drug Discovery Peer-reviewed

    Abe Hiroshi, Mizukami Shin

    YAKUGAKU ZASSHI　133　(3)　349-349　2013

    DOI： 10.1248/yakushi.12-00239-F 　

    ISSN： 0031-6903

  56. A nanospherical polymer as an MRI sensor without paramagnetic or superparamagnetic species Peer-reviewed

    Satoshi Okada, Shin Mizukami, Yutaka Matsumura, Yoshichika Yoshioka, Kazuya Kikuchi

    DALTON TRANSACTIONS　42　(45)　15864-15867　2013

    DOI： 10.1039/c3dt50378j 　

    ISSN： 1477-9226

    eISSN： 1477-9234

  57. Development of Functional 1H MRI Probes Based on Nanoparticle Design Peer-reviewed

    Mizukami Shin

    YAKUGAKU ZASSHI　133　(3)　351-354　2013

    DOI： 10.1248/yakushi.12-00239-1 　

    ISSN： 0031-6903

  58. ナノ粒子設計に基づく機能性1H MRIプローブの開発 Peer-reviewed

    水上 進

    生化学　133　351-354　2013

  59. Simple and Real-Time Colorimetric Assay for Glycosidases Activity Using Functionalized Gold Nanoparticles and Its Application for Inhibitor Screening Peer-reviewed

    Zhanghua Zeng, Shin Mizukami, Kazuya Kikuchi

    ANALYTICAL CHEMISTRY　84　(21)　9089-9095　2012/11

    DOI： 10.1021/ac301677v 　

    ISSN： 0003-2700

    eISSN： 1520-6882

  60. Development of a Fluorogenic Probe with a Transesterification Switch for Detection of Histone Deacetylase Activity Peer-reviewed

    Reisuke Baba, Yuichiro Hori, Shin Mizukami, Kazuya Kikuchi

    JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY　134　(35)　14310-14313　2012/09

    DOI： 10.1021/ja306045j 　

    ISSN： 0002-7863

  61. F-19 MRI Monitoring of Gene Expression in Living Cells through Cell-Surface beta-Lactamase Activity Peer-reviewed

    Hisashi Matsushita, Shin Mizukami, Yuki Mori, Fuminori Sugihara, Masashiro Shirakawa, Yoshichika Yoshioka, Kazuya Kikuchi

    CHEMBIOCHEM　13　(11)　1579-1583　2012/07

    DOI： 10.1002/cbic.201200331 　

    ISSN： 1439-4227

    eISSN： 1439-7633

  62. Inside Cover: Fluorogenic Protein Labeling through Photoinduced Electron Transfer-Based BL-Tag Technology (Chem. Asian J. 2/2012)

    Kalyan K. Sadhu, Shin Mizukami, Carolyn R. Lanam, Kazuya Kikuchi

    Chemistry - An Asian Journal　7　(2)　246-246　2012/02/01

    Publisher: Wiley

    DOI： 10.1002/asia.201290001 　

    ISSN： 1861-4728

  63. Fluorogenic Protein Labeling through Photoinduced Electron Transfer-Based BL-Tag Technology Peer-reviewed

    Kalyan K. Sadhu, Shin Mizukami, Carolyn R. Lanam, Kazuya Kikuchi

    CHEMISTRY-AN ASIAN JOURNAL　7　(2)　272-276　2012/02

    DOI： 10.1002/asia.201100647 　

    ISSN： 1861-4728

  64. Development of ^<19>F MRI Probes that Visualize Biological Reactions Peer-reviewed

    MIZUKAMI Shin, KIKUCHI Kazuya

    Seibutsu Butsuri　52　(1)　24-25　2012/01/25

    Publisher: The Biophysical Society of Japan General Incorporated Association

    DOI： 10.2142/biophys.52.024 　

    ISSN： 0582-4052

  65. No-Wash Protein Labeling with Designed Fluorogenic Probes and Application to Real-Time Pulse-Chase Analysis Peer-reviewed

    Shin Mizukami, Shuji Watanabe, Yuri Akimoto, Kazuya Kikuchi

    JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY　134　(3)　1623-1629　2012/01

    DOI： 10.1021/ja208290f 　

    ISSN： 0002-7863

  66. Switchable MRI contrast agents based on morphological changes of pH-responsive polymers Peer-reviewed

    Satoshi Okada, Shin Mizukami, Kazuya Kikuchi

    BIOORGANIC & MEDICINAL CHEMISTRY　20　(2)　769-774　2012/01

    DOI： 10.1016/j.bmc.2011.12.005 　

    ISSN： 0968-0896

    eISSN： 1464-3391

  67. Development of Protein-Labeling Probes with a Redesigned Fluorogenic Switch Based on Intramolecular Association for No-Wash Live-Cell Imaging Peer-reviewed

    Yuichiro Hori, Kyohei Nakaki, Motoki Sato, Shin Mizukami, Kazuya Kikuchi

    ANGEWANDTE CHEMIE-INTERNATIONAL EDITION　51　(23)　5611-5614　2012

    DOI： 10.1002/anie.201200867 　

    ISSN： 1433-7851

  68. Development of Molecular Imaging Tools to Investigate Protein Functions by Chemical Probe Design Peer-reviewed

    Shin Mizukami

    CHEMICAL & PHARMACEUTICAL BULLETIN　59　(12)　1435-1446　2011/12

    DOI： 10.1248/cpb.59.1435 　

    ISSN： 0009-2363

  69. In Vivo Fluorescence Imaging of Bone-Resorbing Osteoclasts Peer-reviewed

    Toshiyuki Kowada, Junichi Kikuta, Atsuko Kubo, Masaru Ishii, Hiroki Maeda, Shin Mizukami, Kazuya Kikuchi

    JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY　133　(44)　17772-17776　2011/11

    DOI： 10.1021/ja2064582 　

    ISSN： 0002-7863

  70. 細胞表面タンパク質への機能性ナノ粒子修飾法の開発

    吉村彰真, 水上進, 水上進, 森勇樹, 吉岡芳親, 菊地和也, 菊地和也

    日本化学会バイオテクノロジー部会シンポジウム講演要旨集　14th　135　2011/09/12

  71. Intracellular Protein Labeling with Prodrug-Like Probes Using a Mutant beta-Lactamase Tag Peer-reviewed

    Shuji Watanabe, Shin Mizukami, Yuri Akimoto, Yuichiro Hori, Kazuya Kikuchi

    CHEMISTRY-A EUROPEAN JOURNAL　17　(30)　8342-8349　2011/07

    DOI： 10.1002/chem.201100973 　

    ISSN： 0947-6539

  72. Switching Modulation for Protein Labeling with Activatable Fluorescent Probes Peer-reviewed

    Kalyan K. Sadhu, Shin Mizukami, Yuichiro Hori, Kazuya Kikuchi

    CHEMBIOCHEM　12　(9)　1299-1308　2011/06

    DOI： 10.1002/cbic.201100137 　

    ISSN： 1439-4227

  73. Cell-Surface Protein Labeling with Luminescent Nanoparticles through Biotinylation by Using Mutant beta-Lactamase-Tag Technology Peer-reviewed

    Akimasa Yoshimura, Shin Mizukami, Yuichiro Hori, Shuji Watanabe, Kazuya Kikuchi

    CHEMBIOCHEM　12　(7)　1031-1034　2011/05

    DOI： 10.1002/cbic.201100021 　

    ISSN： 1439-4227

  74. β-ラクタマーゼを用いた蛋白質可視化技術の開発 Peer-reviewed

    水上 進, 渡辺 修司, 吉村 彰真, 菊地 和也

    JSMI Report　4　(1)　19-21　2011/02

    Publisher: 日本分子イメージング学会

    ISSN： 1882-6490

  75. Covalent Protein Labeling with a Lanthanide Complex and Its Application to Photoluminescence Lifetime-Based Multicolor Bioimaging Peer-reviewed

    Shin Mizukami, Taku Yamamoto, Akimasa Yoshimura, Shuji Watanabe, Kazuya Kikuchi

    ANGEWANDTE CHEMIE-INTERNATIONAL EDITION　50　(37)　8750-8752　2011

    DOI： 10.1002/anie.201103775 　

    ISSN： 1433-7851

  76. F-19 MRI detection of beta-galactosidase activity for imaging of gene expression Peer-reviewed

    Shin Mizukami, Hisashi Matsushita, Rika Takikawa, Fuminori Sugihara, Masahiro Shirakawa, Kazuya Kikuchi

    CHEMICAL SCIENCE　2　(6)　1151-1155　2011

    DOI： 10.1039/c1sc00071c 　

    ISSN： 2041-6520

  77. Sequential ordering among multicolor fluorophores for protein labeling facility via aggregation-elimination based beta-lactam probes Peer-reviewed

    Kalyan K. Sadhu, Shin Mizukami, Shuji Watanabe, Kazuya Kikuchi

    MOLECULAR BIOSYSTEMS　7　(5)　1766-1772　2011

    DOI： 10.1039/c1mb05013c 　

    ISSN： 1742-206X

  78. Multicolor Protein Labeling in Living Cells Using Mutant beta-Lactamase-Tag Technology Peer-reviewed

    Shuji Watanabe, Shin Mizukami, Yuichiro Hori, Kazuya Kikuchi

    BIOCONJUGATE CHEMISTRY　21　(12)　2320-2326　2010/12

    DOI： 10.1021/bc100333k 　

    ISSN： 1043-1802

  79. Photocontrolled Compound Release System Using Caged Antimicrobial Peptide Peer-reviewed

    Shin Mizukami, Mariko Hosoda, Takafumi Satake, Satoshi Okada, Yuichiro Hori, Toshiaki Furuta, Kazuya Kikuchi

    JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY　132　(28)　9524-9525　2010/07

    DOI： 10.1021/ja102167m 　

    ISSN： 0002-7863

  80. Application of a Stimuli-Responsive Polymer to the Development of Novel MRI Probes Peer-reviewed

    Satoshi Okada, Shin Mizukami, Kazuya Kikuchi

    CHEMBIOCHEM　11　(6)　785-787　2010/04

    DOI： 10.1002/cbic.200900649 　

    ISSN： 1439-4227

  81. Design, synthesis and biological application of chemical probes for imaging protein functions Peer-reviewed

    MIZUKAMI Shin, KIKUCHI Kazuya

    Seikagaku　82　(1)　21-29　2010/01/25

    Publisher:

    ISSN： 0037-1017

  82. 3P327 Development of a time-resolved fluorescence imaging method for protein analysis(Bioimaging,The 48th Annual Meeting of the Biophysical Society of Japan)

    Yamamoto Taku, Mizukami Shin, Kikuchi Kazuya

    Seibutsu Butsuri　50　(2)　S203　2010

    Publisher: The Biophysical Society of Japan General Incorporated Association

    DOI： 10.2142/biophys.50.S203_1 　

  83. 2P253 Development of drug release system controlled by light irradiation(The 48th Annual Meeting of the Biophysical Society of Japan)

    hosoda mariko, mizukami shin, kikuchi kazuya

    Seibutsu Butsuri　50　(2)　S127　2010

    Publisher: The Biophysical Society of Japan General Incorporated Association

    DOI： 10.2142/biophys.50.S127_3 　

  84. Turn-on fluorescence switch involving aggregation and elimination processes for beta-lactamase-tag Peer-reviewed

    Kalyan K. Sadhu, Shin Mizukami, Shuji Watanabe, Kazuya Kikuchi

    CHEMICAL COMMUNICATIONS　46　(39)　7403-7405　2010

    DOI： 10.1039/c0cc02432e 　

    ISSN： 1359-7345

  85. 化学プローブのデザイン・合成によるタンパク質機能の可視化ツール Peer-reviewed

    水上 進, 菊地 和也

    生化学　82　21-29　2010

  86. Photoactive Yellow Protein-Based Protein Labeling System with Turn-On Fluorescence Intensity Peer-reviewed

    Yuichiro Hori, Hideki Ueno, Shin Mizukami, Kazuya Kikuchi

    JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY　131　(46)　16610-+　2009/11

    DOI： 10.1021/ja904800k 　

    ISSN： 0002-7863

  87. Design and Synthesis of Coumarin-Based Zn2+ Probes for Ratiometric Fluorescence Imaging Peer-reviewed

    Shin Mizukami, Satoshi Okada, Satoshi Kimura, Kazuya Kikuchi

    INORGANIC CHEMISTRY　48　(16)　7630-7638　2009/08

    DOI： 10.1021/ic900247r 　

    ISSN： 0020-1669

  88. Anion Sensor-Based Ratiometric Peptide Probe for Protein Kinase Activity Peer-reviewed

    Kazuya Kikuchi, Shigeki Hashimoto, Shin Mizukami, Tetsuo Nagano

    ORGANIC LETTERS　11　(13)　2732-2735　2009/07

    DOI： 10.1021/ol9006508 　

    ISSN： 1523-7060

  89. Development of Ratiometric Fluorescent Probes for Phosphatases by Using a pK(a) Switching Mechanism Peer-reviewed

    Shin Mizukami, Shuji Watanabe, Kazuya Kikuchi

    CHEMBIOCHEM　10　(9)　1465-1468　2009/06

    DOI： 10.1002/cbic.200900214 　

    ISSN： 1439-4227

  90. Development of Visualization Probes for in vivo Imaging Peer-reviewed

    KIKUCHI Kazuya, MIZUKAMI Shin

    4　(412)　200-202　2009/04/05

    Publisher:

    ISSN： 0386-2178

  91. Covalent Protein Labeling Based on Noncatalytic beta-Lactamase and a Designed FRET Substrate Peer-reviewed

    Shin Mizukami, Shuji Watanabe, Yuichiro Hori, Kazuya Kikuchi

    JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY　131　(14)　5016-+　2009/04

    DOI： 10.1021/ja8082285 　

    ISSN： 0002-7863

  92. Dual-Function Probe to Detect Protease Activity for Fluorescence Measurement and F-19 MRI Peer-reviewed

    Shin Mizukami, Rika Takikawa, Fuminori Sugihara, Masahiro Shirakawa, Kazuya Kikuchi

    ANGEWANDTE CHEMIE-INTERNATIONAL EDITION　48　(20)　3641-3643　2009

    DOI： 10.1002/anie.200806328 　

    ISSN： 1433-7851

  93. Lanthanide-Based Protease Activity Sensors for Time-Resolved Fluorescence Measurements Peer-reviewed

    Shin Mizukami, Kazuhiro Tonai, Masahiro Kaneko, Kazuya Kikuchi

    JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY　130　(44)　14376-+　2008/11

    DOI： 10.1021/ja800322b 　

    ISSN： 0002-7863

  94. Paramagnetic relaxation-based F-19 MRI probe to detect protease activity Peer-reviewed

    Rika Takikawa, Shin Mizukami, Fuminori Sugihara, Masahiro Shirakawa, Kazuya Kikuchi

    YAKUGAKU ZASSHI-JOURNAL OF THE PHARMACEUTICAL SOCIETY OF JAPAN　128　45-45　2008

    ISSN： 0031-6903

  95. Paramagnetic relaxation-based F-19 MRI probe to detect protease activity Peer-reviewed

    Shin Mizukami, Rika Takikawa, Fuminori Sugihara, Yuichiro Hori, Hidehito Tochio, Markus Walchli, Masahiro Shirakawa, Kazuya Kikuchi

    JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY　130　(3)　794-+　2008/01

    DOI： 10.1021/ja077058z 　

    ISSN： 0002-7863

  96. Varying DNA base-pair size in subangstrom increments: Evidence for a loose, not large, active site in low-fidelity Dpo4 polymerase Peer-reviewed

    S Mizukami, TW Kim, SA Helquist, ET Kool

    BIOCHEMISTRY　45　(9)　2772-2778　2006/03

    DOI： 10.1021/bi051961z 　

    ISSN： 0006-2960

  97. Fluorescence color modulation by intramolecular and intermolecular pi-pi interactions in a helical zinc(II) complex Peer-reviewed

    S Mizukami, H Houjou, K Sugaya, E Koyama, H Tokuhisa, T Sasaki, M Kanesato

    CHEMISTRY OF MATERIALS　17　(1)　50-56　2005/01

    DOI： 10.1021/cm049744s 　

    ISSN： 0897-4756

  98. Comparison of the bond lengths for the lanthanide complexes of tripodal heptadentate ligands Peer-reviewed

    M Kanesato, S Mizukami, H Houjou, H Tokuhisa, E Koyama, Y Nagawa

    JOURNAL OF ALLOYS AND COMPOUNDS　374　(1-2)　307-310　2004/07

    DOI： 10.1016/j.jallcom.2003.11.096 　

    ISSN： 0925-8388

  99. Adjustment of twist angles in pseudo-helical lanthanide complexes by the size of metal ion's Peer-reviewed

    S Mizukami, H Houjou, M Kanesato, K Hiratani

    CHEMISTRY-A EUROPEAN JOURNAL　9　(7)　1521-1528　2003/04

    DOI： 10.1002/chem.200390174 　

    ISSN： 0947-6539

  100. First helical zinc(II) complex with a salen ligand Peer-reviewed

    S Mizukami, H Houjou, Y Nagawa, M Kanesato

    CHEMICAL COMMUNICATIONS　9　(10)　1148-1149　2003

    DOI： 10.1039/b301099f 　

    ISSN： 1359-7345

  101. A fluorescent anion sensor that works in neutral aqueous solution for bioanalytical application Peer-reviewed

    S Mizukami, T Nagano, Y Urano, A Odani, K Kikuchi

    JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY　124　(15)　3920-3925　2002/04

    DOI： 10.1021/ja0175643 　

    ISSN： 0002-7863

  102. Development of a time-resolved fluorometric detection system using diffusion-enhanced energy transfer Peer-reviewed

    M Koresawa, K Kikuchi, S Mizukami, H Kojima, Y Urano, T Higuchi, T Nagano

    ANALYTICAL CHEMISTRY　72　(20)　4904-4907　2000/10

    DOI： 10.1021/ac000356t 　

    ISSN： 0003-2700

  103. Design and synthesis of intramolecular resonance-energy transfer probes for use in ratiometric measurements in aqueous solution Peer-reviewed

    Y Kawanishi, K Kikuchi, H Takakusa, S Mizukami, Y Urano, T Higuchi, T Nagano

    ANGEWANDTE CHEMIE-INTERNATIONAL EDITION　39　(19)　3438-+　2000

    DOI： 10.1002/1521-3773(20001002)39:19<3438::AID-ANIE3438>3.0.CO;2-T 　

    ISSN： 1433-7851

  104. Imaging of caspase-3 activation in HeLa cells stimulated with etoposide using a novel fluorescent probe Peer-reviewed

    S Mizukami, K Kikuchi, T Higuchi, Y Urano, T Mashima, T Tsuruo, T Nagano

    FEBS LETTERS　453　(3)　356-360　1999/06

    DOI： 10.1016/S0014-5793(99)00755-3 　

    ISSN： 0014-5793

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Misc. 19

  1. TAGEN Forefront

    Tagen Forefront　8　29-35　2020/01

  2. 蛋白質 低分子ハイブリッド蛍光プローブを用いたアポトーシスにおける細胞内金属イオン動態の可視化

    水上 進

    医科学応用研究財団研究報告　36　224-228　2019/02

    Publisher: (公財)鈴木謙三記念医科学応用研究財団

    ISSN： 0914-5117

    eISSN： 2185-2561

  3. パーフルオロカーボン内包シリカナノ粒子を用いたカテプシンK活性の高感度かつ選択的19F MRイメージング

    奥西敦也, 赤澤一樹, 杉原文徳, 水上進, 菊地和也, 菊地和也

    JSMI Report　11　(2)　92　2018/05/10

    ISSN： 1882-6490

  4. Development of optical control technology of cellular functions with a photofunctional compound

    33　251-255　2018

    Publisher: 東京生化学研究会

    ISSN： 1345-4927

  5. 機能性分子設計に基づくタンパク質活性の可逆的光制御

    水上 進

    上原記念生命科学財団研究報告集　32　4p　2018

    Publisher: 上原記念生命科学財団

    ISSN： 2433-3441

  6. 常磁性緩和促進効果に基づいた刺激応答性19F MRI造影剤の開発

    赤澤一樹, 中村竜也, 杉原文徳, 吉岡芳親, 水上進, 菊地和也

    JSMI Rep　8　(2)　133　2015/04/27

    ISSN： 1882-6490

  7. 光誘起電荷分離を利用した非線形発光プローブの開発

    望月健太郎, SHI Lanting, 水上進, 山中真仁, 田邊守, GONG Wei-Tao, 河野省吾, 河田聡, 菊地和也, 藤田克昌

    Optics & Photonics Japan講演予稿集(CD-ROM)　2014　2014

  8. 蛍光性ナノダイヤモンドを用いた一分子生体イメージング手法の開発

    飯村順, 外間進悟, 五十嵐龍治, 廣澤幸一郎, 藤原敬宏, 大西秀典, 水上進, 菊地和也, 杤尾豪人, 原田慶恵, 白川昌宏

    日本分子生物学会年会プログラム・要旨集(Web)　37th　2014

  9. 含フッ素ナノ粒子の開発と酵素活性のin vivo ¹⁹F MRI検出への応用

    水上 進

    旭硝子財団助成研究成果報告　1-4　2013

    Publisher: 旭硝子財団

    ISSN： 1882-0069

  10. Ratiometric MRI Sensors Based on Core-Shell Nanoparticles for Quantitative PH Imaging

    (42)　29-31　2013

    Publisher: 大阪大学超高圧電子顕微鏡センター

  11. Design, Synthesis, and Application of Molecular Probes for MR Imaging with Relaxation Time Modulation by Enzyme Reactions

    KIKUCHI Kazuya, MIZUKAMI Shin

    31　(2)　85-90　2011/05

    Publisher: (一社)日本磁気共鳴医学会

    ISSN： 0914-9457

  12. NMRを用いた再構成ヌクレオソーム上におけるヒストン修飾認識機構解析

    西原宏直, 大木出, 大谷淳二, 水上進, 菊地和也, 杤尾豪人, 白川昌宏, 有吉眞理子

    生化学　2010

    ISSN： 0037-1017

  13. 核磁気共鳴法と再構成ヌクレオソームを用いたヒストン修飾認識機構の解明

    西原宏直, 大木出, 大谷淳二, 水上進, 菊地和也, 栃尾豪人, 白川昌宏, 有吉眞理子

    日本分子生物学会年会講演要旨集　32nd　(Vol.2)　2009

  14. Structural conversion and functionalization of self-assembled structures induced by photoirradiation

    Cosmetology　17　2-6　2009

    Publisher: コスメトロジー研究振興財団

  15. Development of ^<19>F MRI Probe for Detecting Enzyme Activity Based on the Intramolecular Paramagnetic Effect

    MIZUKAMI Shin, TAKIKAWA Rika, KIKUCHI Kazuya

    (52)　74-75　2008/05/22

    ISSN： 0910-2205

  16. Measurement of cytosolic free Ca2+ in individual small cells using fluorescence microscopy with dual excitation wavelengths Peer-reviewed

    Mizukami S

    Tanpakushitsu kakusan koso. Protein, nucleic acid, enzyme　52　(13 Suppl)　1760-1761　2007

  17. Structures of Tripodal Rare Earth Complexes and Correlation Between the Metal Ionic Size and the Helicity

    MIZUKAMI Shin, HOUJOU Hirohiko, KANESATO Masatoshi

    42　190-191　2003/05/20

    ISSN： 0910-2205

  18. Structure, properties and functions of novel rare earth metal complexes.

    水上進, 北条博彦, 名川吉信, 平谷和久, 金里雅敏

    日本化学会講演予稿集　82nd　2002

    ISSN： 0285-7626

  19. Design and synthesis of intramolecular resonance-energy transfer probes for use in ratiometric measurements in aqueous solution

    Yasutomo Kawanishi, Kazuya Kikuchi, Hideo Takakusa, Shin Mizukami, Yasuteru Urano, Tsunehiko Higuchi, Tetsuo Nagano

    Angewandte Chemie (International Edition in English)　39　(19)　X3438-3440　2000/10/02

    Publisher: Wiley-VCH Verlag

    DOI： 10.1002/1521-3773(20001002)39:19<3438::aid-anie3438>3.3.co;2-k 　

    ISSN： 0570-0833

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Books and Other Publications 12

  1. クローズアップ実験法「光でタンパク質の局在を操作する：フォトクロミックCID法」

    小和田俊行, 馬場好花, 水上進

    羊土社　2025/02

  2. ケミカルバイオロジーの冒険（1）生体を観察するための化学 有機小分子型の蛍光プローブ

    上野匡, 花岡健二郎, 平山祐, 水上進

    東京化学同人　2024/04

  3. Subcellular Compartment-targeting Fluorescent Zn2+ Probes

    Toshiyuki Kowada, Shin Mizukami

    Royal Society of Chemistry　2023/04

    ISBN: 9781839167324

  4. Live Cell Imaging

    Priya Ranjan Sahoo, Toshiyuki Kowada, Shin Mizukami

    Springer　2021/06

  5. 生体分子反応を制御する : 化学的手法による機構と反応場の解明

    日本化学会

    化学同人　2020/03

    ISBN: 9784759813968

  6. 実験医学増刊 イメージングの選び方・使い方100＋

    小和田 俊行, 水上 進

    羊土社　2018/12

  7. 有機フッ素化合物の最新動向

    水上 進

    シーエムシー出版　2018

  8. Encyclopedia of Metalloproteins

    Kalyan K. Sadhu, Shin Mizukami, Kazuya Kikuchi

    Springer　2013

  9. ここまで進んだバイオセンシング・イメージング

    水上 進

    化学同人　2012

  10. 蛍光イメージング／MRIプローブの開発

    水上 進, 菊地 和也

    シーエムシー出版　2011

  11. 化学フロンティア―生命現象を理解する分子ツール

    水上進, 松下尚嗣, 菊地和也

    化学同人　2010

  12. 生体機能関連化学実験法

    長野哲雄, 鈴木紀行, 平野智也, 水上進, 瀬月内健一, 高草英生

    2003

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Presentations 106

  1. AFM/EM imaging of intracellular metals with nanostructures constructed via signal amplification systems

    Ippei Takashima, Hiroto Takahashi, Eiji Nakata, Shin Mizukami

    The 15th International Symposium of Advanced Energy Science　2024/12/10

  2. フォトクロミズムで細胞内現象を光操作する：共焦点顕微鏡観察下における蛋白質二量化の光可逆的制御 Invited

    水上進

    第47回 日本分子生物学会 バイオテクノロジーセミナー（株式会社エビデント主催ランチョンセミナー）　2024/11/28

  3. 光応答性分子を用いた生体分子機能の制御 Invited

    水上進

    筑波ミニワークショップ―計算・分光・情報・合成が拓く分子設計の最前線　2024/11/14

  4. タンパク質複合体のin situ構築による細胞内分子の電顕可視化

    髙嶋 一平, 高橋 泰人, 齊藤 知恵子, 吉川 雅英, 水上 進

    第18回バイオ関連化学シンポジウム　2024/09/13

  5. Development of a protein assembling system for unique structural tags in EM-imaging

    2024/05/30

  6. Imaging and optical control based on protein labeling technology Invited

    Shin Mizukami

    Probing Cells: Cutting-edge Advances in Chemical Tools and Imaging—ISBC2024 Satellite Symposium　2024/05/09

  7. 分子プローブを用いた細胞内イオン・分子の可視化制御技術の紹介と展望 Invited

    水上進

    東北大学Research Showcase (Vol. 4): 標的分子の検出を可能にする化学プローブ～ツールの特性から考える企業利用の可能性～　2024/05/09

  8. Development of fast-blinking fluorophores for real-time single-molecule super-resolution imaging

    Bochao Li, Toshiyuki Kowada, Takahiro Fujiwara, Shin Mizukami

    第23回東北大学多元物質科学研究所研究発表会　2023/12/07

  9. Development of localizable small-molecule fluorescent probes for quantitatively studying chemical proteostasis

    Shin Mizukami

    2023/11/01

  10. Exploring various tetrazine-distortions in the molecular design to tune the reactivity

    牧亮太, 高嶋一平, Ira Novianti, 水上進

    日本化学会秋季事業 第13回 CSJ化学フェスタ2023　2023/10/17

  11. Development of optical regulation method for intracellular protein localization using photochromin protein dimerizer

    佐藤 歳三, 小和田 俊行, 水上 進

    日本化学会秋季事業 第13回CSJ化学フェスタ2023　2023/10/18

  12. Development of photodegradation methods for tag-fusion proteins using photochromic compounds

    Akihiro Matsuo, Toshiyuki Kowada, Shin Mizukami

    日本化学会秋季事業 第13回CSJ化学フェスタ2023　2023/10/18

  13. Development of photo-degradation technology of tag-fused proteins

    小和田 俊行, 松尾 章弘, Himadri S. Sarkar, 松井 敏高, 水上 進

    第17回バイオ関連化学シンポジウム　2023/09/08

  14. New molecular design of cyclic tetrazine with the tuned reactivity for inverse electron-demand Diels–Alder reaction

    Takashima, Ippei, Maki, Ryota, NOVIANTI, Ira, MIZUKAMI, Shin

    The 17th Symposium on Biofunctional Chemisry　2023/09/09

  15. Visualization and Regulation of Intracellular Events Using Chemical Probes

    Shin Mizukami

    The 3rd Meeting of Cross-Scale Biology, Transformative Research Area (A)　2023/09/08

  16. Development of a protein assembling system for unique structural tags in EM-imaging

    Ippei Takashima, Chieko Saito, Hayashi Yamamoto, Masahide Kikkawa, Shin Mizukami

    The 3rd meeting in Transformative Research Areas (A) Cross-Scale New Biology　2023/09/07

  17. Development of fluorescent probes to detect sulfatase 2 activity for tumor imaging

    Yi Ding, Toshiyuki Kowada, Norihiko Sasaki, Toshitaka Matsui, Shin Mizukami

    The 3rd Meeting of Cross-Scale Biology Transformative Research Area (A)　2023/09/07

  18. Development of fast blinking fluorophores for real-time single-molecule super-resolution imaging

    Bochao Li, Toshiyuki Kowada, Takahiro Fujiwara, Shin Mizukami

    The 3rd Meeting of Cross-Scale Biology Transformative Research Area (A)　2023/09/07

  19. Development of fluorescent probes to detect sulfatase 2 activity for tumor imaging

    Yi Ding, Toshiyuki Kowada, Norihiko Sasaki, Toshitaka Matsui, Shin Mizukami

    Tohoku University GP-Chem Summer School 2023　2023/08/08

  20. Development of fast blinking fluorophores for real-time single-molecule super-resolution imaging

    Bochao Li, Toshiyuki Kowada, Takahiro Fujiwara, Shin Mizukami

    Tohoku University GP-Chem Summer School 2023　2023/08/08

  21. Exploring various tetrazine-distortions in the molecular design to tune the reactivity

    牧亮太, 高嶋一平, Ira Novianti, 水上進

    Tohoku University GP-Chem Summer School 2023　2023/08/08

  22. Optical regulation of intracellular protein localization using photochromic protein dimerizers

    Toshizo Sato, Toshiyuki Kowada, Satoshi Hamaguchi, Toshitaka Matsui, Shin Mizukami

    The 103rd CSJ Annual Meeting　2023/03/23

  23. Development of functional compounds for optical control of intracellular degradation of tag-fused proteins

    Akihiro Matsuo, Toshiyuki Kowada, Himadri Sekhar Sarkar, Toshitaka Matsui, Shin Mizukami

    The 103rd CSJ Annual Meeting　2023/03/22

  24. Activatable Click Reactions with Macrocyclic Tetrazines

    Ira Novianti, Toshiyuki Kowada, Shin Mizukami

    The 22nd Annual Meeting of Institute of Multidisciplinary Research of Advanced Material (IMRAM), Tohoku University　2022/12/08

  25. Visualization and control of live cell functions by integrating organic chemistry and light Invited

    Shin Mizukami

    2022/12/08

  26. Time-Lapse Ratiometric Imaging of Mitochondrial pH during Mitophagy Using a Localizable Fluorescent Probe International-presentation

    Toshiyuki Kowada, Risa Ito, Makoto Iwashita, Toshitaka Matsui, Shin Mizukami (Speaker)

    10th Asian Biological Inorganic Chemistry Conference (AsBIC10)　2022/11/29

  27. Quantitative Mapping of Subcellular Labile Zn2+ Concentrations Using Localizable Small-Molecule Fluorescent Probes International-presentation

    Rong Liu, Toshiyuki Kowada, Toshitaka Matsui, Shin Mizukami

    10th Asian Biological Inorganic Chemistry Conference (AsBIC10)　2022/11/30

  28. Optical control of intracellular protein dynamics and cellular functions using a photoreversible protein labeling system Invited

    Shin Mizukami

    2022/09/28

  29. Development of photochromic ligands for quantitative and photo-reversible protein labeling

    HAMAGUCHI, Satoshi, KOWADA, Toshiyuki, MASHITA, Takato, SARKAR, Himadri S, MATSUI Toshitaka, MIZUKAMI Shin

    2022/09/12

  30. Development of cross-scale visualization;regulation technologies for investigating structure–dynamics–function correlation of intracellular molecules

    Shin Mizukami

    2022/07/29

  31. Optical control of intracellular protein localization based on a photo-reversible protein labeling system

    Toshiyuki Kowada, Takato Mashita, Hayashi Yamamoto, Toshitaka Matsui, Shin Mizukami

    2022/07/28

  32. Optical control of intracellular protein localization based on a photo-reversible protein labeling system

    Toshiyuki Kowada, Takato Mashita, Hayashi Yamamoto, Toshitaka, Matsui, Shin Mizukami

    2022/05/27

  33. Optical control of intracellular protein localization based on a photo-reversible protein labeling system

    Toshiyuki Kowada, Takato Mashita, Hayashi Yamamoto, Toshitaka Matsui, Shin Mizukami

    2022/05/27

  34. Development of photo-reversible protein labeling system

    Satoshi Hamaguchi, Takato Mashita, Toshiyuki Kowada, Toshitaka matsui, Shin Mizukami

    33st_Banyu_Sendai_Symposium_Tri_District_Communication_Mini_Seminar　2022/05/20

  35. 局在型レシオ蛍光プローブを用いた細胞内局所pHの定量イメージング

    岩下 誠, 小和田俊行, 伊藤理紗, 松井敏高, 水上 進

    日本化学会第102春季年会　2022/03/24

  36. Optical regulation of protein translocation using a photo-reversible protein labeling system

    Takato Mashita, Toshiyuki Kowada, Toshitaka Matsui, Shin Mizukami

    The 102nd CSJ Annual Meeting　2022/03/24

  37. Controlling IEDDA Reaction with Macrocyclic Tetrazine

    Ira Novianti, Toshiyuki Kowada, Shin Mizukami

    The 102nd CSJ Annual Meeting　2022/03/23

  38. Development of basic bioanalytical technology for quantitative optical control of biomolecular functions

    Shin Mizukami

    2022/02/26

  39. 細胞内分子の構造・動態・機能相関を調べるための クロススケール可視化制御技術の開発

    水上進

    学術変革領域研究（A）｢クロススケール新生物学｣ キックオフミーティング　2021/12/14

  40. Development of fluorescent probes for visualizing Zn2+/H+ dynamics in living cells

    小和田俊行, 松井敏高, 水上 進

    学術変⾰領域（A）クロススケール新⽣物学 第一回領域会議　2021/12/13

  41. Development of photo-reversible protein labeling system

    Takato Mashita, Toshiyuki Kowada, Toshitaka Matsui, Shin Mizukami

    学術変革領域(A)クロススケール新生物学 第一回領域会議　2021/12/13

  42. Development of novel fluorescent probes for detection of extracellular sulfatases

    Yi Ding, Kashfia Ahamed, Toshiyuki Kowada, Norihiko Sasaki, Toshitaka Matsui, Shin Mizukami

    第21回東北大学多元物質科学研究所研究発表会　2021/12/09

  43. 細胞内 pH 変化のリアルタイムイメージング用蛍光プローブの開発

    岩下 誠, 小和田俊行, 伊藤理紗, 松井敏高, 水上 進

    2021/12/09

  44. Development of a chemical biology tool enabling reversible optical control of protein labeling

    Himadri Sekhar Sarkar, Takato Mashita, Toshiyuki Kowada, Toshitaka Matsui, Shin Mizukami

    The 10th Annual Conference Of The International Chemical Biology Society (ICBS2021)　2021/11/11

  45. 細胞小器官内遊離Zn2+の濃度定量と動態観察を可能とする小分子蛍光プローブの開発

    小和田俊行, 劉 熔, 杜 雨音, 松井敏高, 水上 進

    第15回バイオ関連化学シンポジウム　2021/09/08

  46. 初期分泌経路における亜鉛濃度制御が小胞体―ゴルジ体シャペロンERp44の機能をコントロールする

    天貝佑太, 山田 桃, 渡邊朝美, 小和田俊行, 楢本悟史, 渡部 聡, 経塚淳子, Roberto Sitia, 水上 進, 稲葉謙次

    第21回日本蛋白質科学会年会　2021/06/16

  47. Quantitative imaging of labile Zn2+ using organelle-localizable fluorescent probes

    Rong Liu, Toshiyuki Kowada, Toshitaka Matsui, Shin Mizukami

    第15回日本分子イメージング学会学術集会　2021/05/26

  48. 共有結合型蛋白質ラベル化技術を利用した細胞内蛋白質二量化の光制御

    小和田俊行, 荒井啓介, 吉村彰真, 松井敏高, 菊地和也, 水上進

    第15回日本分子イメージング学会学術集会　2021/05/26

  49. Visualization and quantification of labile Zn2+ in the acidic subcellular compartments using a small-molecule fluorescent probe

    2021/05/15

  50. 細胞機能を探索するための 光応答性プローブの開発 Invited

    水上進

    日本薬学会第141年会一般シンポジウム「タンパク質高速分子動画に向けた光薬理学の新展開　2021/03/29

  51. 細胞外スルファターゼ活性を検出する蛍光プローブの開発

    カシフィア アハメド, 小和田 俊行, 佐々木 紀彦, 水上 進

    日本化学会 101年会　2021/03/23

  52. Quantitative Mapping of Cellular Labile Zn2+ via Development of Hybrid Fluorescent Probes

    2021/03/19

  53. 蛋白質の光ラベル化技術の開発と 細胞内蛋白質分解への応用

    水上進

    新学術領域研究「ケモテクノロジーが拓くユビキチンニューフロンティア」第4回領域会議　2021/02/24

  54. 蛋白質ラベル化に基づく 細胞内分子の計測と制御 Invited

    水上進

    新学術領域「生命金属科学」領域会議第1回地方巡業（仙台）　2021/01/23

  55. Subcellular Labeling Performances of Tetrazine–trans-Cyclooctene Cycloadditions and Their Products

    Ira Novianti, Toshiyuki Kowada, Shin Mizukami

    第20回東北大学多元物質科学研究所研究発表会　2020/12/03

  56. Escherichia coli dihydrofolate reductase-selective photoswitchable inhibitors enabling reversible optical control of protein labeling

    Himadri Sekhar Sarkar, Takato Mashita, Toshiyuki Kowada, Ming Ming Yem, Satoshi Watanabe, Kenji Inaba, Toshitaka Matsui, Shin Mizukami

    2020/12/03

  57. 細胞小器官局在化蛍光プローブの開発と細胞内遊離亜鉛の定量イメージング

    小和田俊行, 渡邊朝美, 天貝佑太, 劉 熔, 山田 桃, 高橋泰人, 松井敏高, 稲葉謙次, 水上 進

    第29回日本バイオイメージング学会学術集会　2020/11/24

  58. 光可逆的な蛋白質ラベル化を可能とするリガンドの開発

    間下 貴斗, 小和田 俊行, SARKAR S. Himadri, 高橋 泰人, 松井 敏高, 水上 進

    第31回万有仙台シンポジウム　2020/10/17

  59. Quantitative Mapping of Organellar Labile Zn2+ via the Development of Hybrid Fluorescent Probes

    2020/09/08

  60. 標的タンパク質への親和性を光制御可能なフォトクロミックリガンドの開発

    間下 貴斗, 小和田 俊行, Himadri S. SARKAR, 高橋 泰人, 松井 敏高, 水上 進

    第14回バイオ関連化学シンポジウム　2020/09/08

  61. Quantitative mapping of cellular labile Zn 2+ via development of hybrid fluorescent probes

    Rong Liu, Toshiyuki Kowada, Tomomi Watanabe, Toshitaka Matsui, Shin Mizukami

    2020/03/22

  62. 光応答性タンパク質ラベル化リガンドの開発

    間下貴斗, 小和田俊行, SARKAR S Himadri, 高橋泰人, 松井敏高, 水上進

    日本化学会第100春季年会　2020/03/22

  63. Quantitative imaging analysis of labile Zn2+ in intracellular organelles via the development of hybrid fluorescent probe

    Rong Liu, Toshiyuki Kowada, Tomomi Watanabe, Toshitaka Matsui, Shin Mizukami

    2020/02/14

  64. Development of photochromic ligands that enable photoreversible protein labeling International-presentation

    Takato Mashita, Toshiyuki Kowada, Hiroto Takahashi, Toshitaka Matsui, Shin Mizukami

    Chemical Biology and Physiology Conference 2019　2019/12/14

  65. Development of fluorescent probes for visualization and quantitative analysis of free zinc ion in intracellular organelles International-presentation

    Toshiyuki Kowada, Tomomi Watanabe, Rong Liu, Toshitaka Matsui, Shin Mizukami

    Chemical Biology and Physiology Conference 2019　2019/12/14

  66. Quantitative Mapping of Cellular Labile Zn2+ via Development of Hybrid Fluorescent Probes

    Rong Liu, Toshiyuki Kowada, Tomomi Watanabe, Toshitaka Matsui, Shin Mizukami

    IMRAM　2019/12/12

  67. 血管疾患の早期診断および予防に向けた、老化内皮細胞特異的糖鎖の同定

    佐々木紀彦, 水上進, 板倉陽子, 豊田雅士

    第19回東北大学多元物質科学研究所研究発表会　2019/12/12

  68. ZnT7 regulates ERp44 through the control of Zn2+ concentrations at the ERGIC/cis-Golgi

    Yuta Amagai, Momo Yamada, Tomomi Watanabe, Toshiyuki Kowada, Satoshi Naramoto, Satoshi Watanabe, Junko Kyozuka, Roberto Sitia, Shin Mizukami, Kenji Inaba

    The 42nd Annual Meeting of the Molecular Biology Society of Japan　2019/12/04

  69. 機能性分子ラベル化に基づく細胞機能解析

    水上 進

    ダイナミック・アライアンス 生命機能 物質・デバイスシステム Ｇ３分科会　2019/11/29

  70. 硫化水素が誘起する新規ヘム分解反応

    松井敏高, 及川桐子, 水上進, 齋藤正男

    第５２回酸化反応討論会　2019/11/10

  71. Development of chemical probes for investigating biomolecular dynamics in living cells International-presentation

    Shin Mizukami

    10th RSC-CSJ Joint Symposium　2019/09/07

  72. Hydrogen sulfide bypasses the rate-limiting oxygen activation of heme oxygenase

    松井敏高, 及川桐子, 水上進, 齋藤正男

    第13回バイオ関連化学シンポジウム　2019/09/05

  73. Development of a bioorthogonal ligand that allows photoreversible protein labeling

    MASHITA, Takato, KOWADA, Toshiyuki, TAKAHASHI, Hiroto, MATSUI, Toshitaka, MIZUKAMI, Shin

    第13回バイオ関連化学シンポジウム　2019/09/05

  74. Optical control of biomolecular localization based on photoactivatable protein labeling system

    Michiyuki Suzuki, Toshiyuki Kowada, Keisuke Arai, Akimasa Yoshimura, Toshitaka Matsui, Kazuya Kikuchi, Shin Mizukami

    The 13th Bio-Related Chemistry Symposium　2019/09/05

  75. Development of fluorescent probes for analysis of zinc ion concentration in intracellular organelles

    Toshiyuki Kowada, Rong Liu, Tomomi Watanabe, Toshitaka Matsui, Shin Mizukami

    The 13th Bio-Related Chemistry Symposium　2019/09/04

  76. Development of photoswitchable compounds that selectively bind to Escherichia coli dihydrofolate reductase International-presentation

    Takato Mashita, Toshiyuki Kowada, Hiroto Takahashi, Toshitaka Matsui, Shin Mizukami

    Tohoku University's Chemistry Summer School 2018　2019/08/27

  77. Development of Fluorescent Probes for Visualization and Quantification of Zn2+ in Organelles International-presentation

    Rong Liu, Toshiyuki Kowada, Tomomi Watanabe, Toshitaka Matsui, Shin Mizukami

    Tohoku University's Chemistry Summer School 2019　2019/08/27

  78. 光可逆的な蛋白質ラベル化技術を指向した機能性小分子の開発

    Takato Mashita, Toshiyuki Kowada, Hiroto Takahashi, Toshitaka Matsui, Shin Mizukami

    生体機能関連化学部会若手の会 第31回サマースクール　2019/07/16

  79. Molecular mechanisms for the zinc-regulated protein quality control in the early secretory pathway

    Yuta Amagai, Momo Yamada, Tomomi Watanabe, Toshiyuki Kowada, Satoshi Watanabe, Shin Mizukami, Kenji Inaba

    第19回日本蛋白質科学会年会 第71回日本細胞生物学会大会 合同年次大会　2019/06/24

  80. Quantitative analysis of free zinc ion concentration in living cells using novel targetable fluorescent probe International-presentation

    Tomomi Watanabe, Toshiyuki Kowada, Rong Liu, Toshitaka Matsui, Shin Mizukami

    15th International Symposium on Applied Bioinorganic Chemistry　2019/06/04

  81. 蛋白質ラベル化技術を用いた生体分子の可視化と機能制御 Invited

    水上 進

    32回XFEL構造生物学ミーティング　2019/05/22

  82. Development of methotrexate derivatives for reversible photo-control of binding to protein

    Takato Mashita, Toshiyuki Kowada, Hiroto Takahashi, Toshitaka Matsui, Shin Mizukami

    日本化学会第99春季年会　2019/03/18

  83. Photo-regulation of protein dimerization using protein labeling system

    Toshiyuki Kowada, Keisuke Arai, Akimasa Yoshimura, Toshitaka Matsui, Kazuya Kikuchi, Shin Mizukami

    The 99th CSJ Annual Meeting　2019/03/18

  84. Visualization of zinc ion in intracellular organelles

    Tomomi Watanabe, Toshiyuki Kowada, Toshitaka Matsui, Shin Mizukami

    The 99th CSJ Annual Meeting　2019/03/16

  85. 機能性分子を用いた細胞機能の光制御技術の開発

    水上進

    2019/03/01

  86. Super-resolution imaging of Mg2+ dynamics in organelles by multifunctional fluorescent probes Priya Ranjan Sahoo, Shin Mizukami

    Priya Ranjan Sahoo, Shin Mizukami

    2019/03/01

  87. Development of fluorescent probe for visualization and quantitative analysis of zinc ion in intracellular organelles International-presentation

    Toshiyuki Kowada, Tomomi Watanabe, Toshitaka Matsui, Shin Mizukami

    The 2nd Symposium for World Leading Research Centers　2019/02/17

  88. Development of light-switchable protein-protein interaction system for protein degradation International-presentation

    Toshiyuki Kowada, Toshitaka Matsui, Shin Mizukami

    The 1st International Symposium on Chemical Communication (ISCC2019)　2019/01/10

  89. 細胞内オルガネラにおける亜鉛イオンの可視化

    渡邊朝美, 小和田俊行, 松井敏高, 水上進

    第18回多元研研究発表会　2018/12/13

  90. 光でタンパク質への結合を可逆的に制御可能なリガンドの開発

    間下 貴斗, 小和田 俊行, 高橋 泰人, 松井 敏高, 水上 進

    第12回バイオ関連化学合同シンポジウム　2018/09/10

  91. 細胞内局所のpH定量を目的としたイメージングプローブの開発

    伊藤 理紗, 小和田 俊行, 松井 敏高, 水上 進

    第12回バイオ関連化学合同シンポジウム　2018/09/09

  92. Development of fluorescent probe for visualizing intracellular Mg2+ dynamics International-presentation

    Keisuke Wakabayashi, Toshiyuki Kowada, Shin Mizukami

    Tohoku University's Chemistry Summer School 2018　2018/08/27

  93. Development of self-assembling peptide for controlling aggregation state by light International-presentation

    Yuri Hashimoto, Toshiyuki Kowada, Shin Mizukami

    Tohoku University's Chemistry Summer School 2018　2018/08/27

  94. Photo-switchable Dihydrofolate Reductase (DHFR) Inhibitor International-presentation

    Takato Mashita, Toshiyuki Kowada, Hiroto Takahashi, Toshitaka Matsui, Shin Mizukami

    Tohoku University's Chemistry Summer School 2018　2018/08/27

  95. Development of fluorescent probes for visualization of zinc ion in intracellular organelles International-presentation

    Tomomi Watanabe, Toshiyuki Kowada, Toshitaka Matsui, Shin Mizukami

    Tohoku University's Chemistry Summer School 2018　2018/08/27

  96. Development of fluorescent probes for real-time and quantitative measurement of local pH changes in cell International-presentation

    Risa Ito, Toshiyuki Kowada, Shin Mizukami

    Tohoku University's Chemistry Summer School 2018　2018/08/27

  97. Development of Photoactivatable protein labeling system International-presentation

    Keisuke Arai, Akimasa Yoshimura, Toshitaka Matsui, Kazuya Kikuchi, Shin Mizukami

    Tohoku University's Chemistry Summer School 2018　2018/08/27

  98. Live-cell fluorescence imaging of zinc ions using localizable small-molecule probe International-presentation

    Toshiyuki Kowada, Tomomi Watanabe, Toshitaka Matsui, Shin Mizukami

    5th CWRU-Tohoku Joint Workshop　2018/08/02

  99. 細胞内オルガネラにおける亜鉛イオン動態の可視化

    渡邊 朝美, 小和田 俊行, 松井 敏高, 水上 進

    第28回金属の関与する生体関連反応シンポジウム　2018/06/29

  100. 可逆的光応答性薬剤の開発

    間下 貴斗, 小和田 俊行, 高橋 泰人, 松井 敏高, 水上 進

    第29回 万有仙台シンポジウム　2018/06/09

  101. Development of Photofunctional Tools Based on Chemistry and Biology International-presentation Invited

    Shin Mizukami

    The 2nd International Symposium on Chemical Communication　2018/05/29

  102. 分子のレジデンス制御を設計指針とした生体解析プローブの開発 Invited

    水上 進

    日本化学会第98春季年会特別企画　2018/03/24

  103. パーフルオロカーボン内包シリカナノ粒子を用いたカテプシンK活性の高感度かつ選択的19F MRイメージング

    奥西敦也, 赤澤一樹, 杉原文徳, 水上進, 菊地和也

    日本化学会第98春季年会　2018/03/22

  104. 機能性分子局在化技術のバイオイメージングへの展開 Invited

    水上 進

    日本化学会第98春季年会　2018/03/22

  105. 細胞内Mg2+動態を可視化する蛍光プローブの開発

    若林 慧亮, 松井 勇輔, 菊地 和也, 水上 進

    日本化学会第98春季年会　2018/03/20

  106. 生体機能解析応用を志向した光応答性化合物の合成と機能評価

    間下 貴斗, 小和田 俊行, 高橋 泰人, 松井 敏高, 水上 進

    日本化学会第98春季年会　2018/03/20

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Industrial Property Rights 1

  1. 光応答性化合物

    水上進, 間下貴斗, 小和田俊行, 松井敏高

    Property Type: Patent

Research Projects 28

  1. 液滴形成を起点とする蛋白質の翻訳後修飾の自在制御技術の開発

    水上 進

    Offer Organization: 日本学術振興会

    System: 科学研究費助成事業

    Category: 基盤研究(A)

    Institution: 東北大学

    2025/04/01 - 2029/03/31

  2. Development of cross-scale technologies for investigating correlations of structures, dynamics, and functions of intracellular molecules

    Offer Organization: Japan Society for the Promotion of Science

    System: Grants-in-Aid for Scientific Research

    Category: Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (A)

    Institution: Tohoku University

    2021/09/10 - 2026/03/31

  3. Multicolor cell imaging analysis of lipid droplet subgroups using functional carbon dots

    Offer Organization: Japan Society for the Promotion of Science

    System: Grants-in-Aid for Scientific Research

    Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows

    Institution: Tohoku University

    2023/04/25 - 2025/03/31

  4. Development of a cellular analysis technology based on conditional IEDDA reactions

    Offer Organization: Japan Society for the Promotion of Science

    System: Grants-in-Aid for Scientific Research

    Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)

    Institution: Tohoku University

    2022/06/30 - 2025/03/31

  5. Novel technology of bio-functional control based on quantum beam technique for life science research

    Kikuchi Yohei

    Offer Organization: Japan Society for the Promotion of Science

    System: Grants-in-Aid for Scientific Research

    Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)

    Institution: Tohoku University

    2020/07/30 - 2023/03/31

    More details Close

    Spatial control of the activity/inactivity of biological functions while observing the research object is an effective method for elucidating biological phenomena; however, in the conventional methods based on optical technology, the ability to control local functionality is limited to experimental systems at the cellular or tissue level due to the transfer nature of light in materials. In order to achieve the control of "deep local" individual functions, which is important for studying the effects of specific site functions on the whole body of an individual organism, we proposed the application of quantum beams (radiation and particle beams), and developed a nanoparticle that enables the control of biological functions using quantum beams.

  6. Development of optical technology for quantitative regulation of intracellular kinases

    Mizukami Shin

    Offer Organization: Japan Society for the Promotion of Science

    System: Grants-in-Aid for Scientific Research

    Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)

    Institution: Tohoku University

    2019/06/28 - 2022/03/31

    More details Close

    Optical modulation of specific enzyme activity in a living cell can lead to elucidating unknown physiological functions of the target enzyme. We tried to develop techniques for photo-regulation of specific intracellular enzyme activities using our developed photoreversible protein labeling technology. First, epidermal growth factor receptor (EGFR) was selected as the target molecule, due to the difficulty in synthesizing the designed photoresponsive molecule, the target was changed to a mitophagy-related kinase, PINK-1. We succeeded in developing a photoregulation system of the subcellular targeting of PINK-1 and in optically inducing mitophagy through the phosphorylation by PINK-1.

  7. Spatiotemporal regulation of proteolysis based on photoreversible protein labeling technology

    Offer Organization: Japan Society for the Promotion of Science

    System: Grants-in-Aid for Scientific Research

    Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

    Institution: Tohoku University

    2019/04/01 - 2021/03/31

  8. Development and biological application of photoreversible protein labeling technology

    Offer Organization: Japan Society for the Promotion of Science

    System: Grants-in-Aid for Scientific Research

    Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows

    Institution: Tohoku University

    2018/11/09 - 2021/03/31

  9. Analysis of ion dynamics in organelles by using targetable probes

    Mizukami Shin

    Offer Organization: Japan Society for the Promotion of Science

    System: Grants-in-Aid for Scientific Research

    Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

    Institution: Tohoku University

    2018/04/01 - 2021/03/31

    More details Close

    In this study, quantitative imaging techniques of Mg2+ and Zn2+ dynamics in organelles were developed. By integrating a highly selective Mg2+ probe, which is unaffected by changes in intracellular Ca2+ concentration, with protein labeling technology, we developed a technique for selectively visualizing Mg2+ in organelles and showed that the free Mg2+ concentration in the nucleus fluctuates during cell division. We also developed a localizable zinc quantification probe and found that the level of Zn2+ in the Golgi is about several tens of nM. Furthermore, we developed new probes with different dissociation constants and succeeded in quantitative imaging of free Zn2+ in the cytoplasm, nucleus, Golgi apparatus, endoplasmic reticulum and mitochondria.

  10. Development of Photostable Supramolecular Fluorophores and Application to Bioimaging

    MIZUKAMI Shin

    Offer Organization: Japan Society for the Promotion of Science

    System: Grants-in-Aid for Scientific Research

    Category: Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research

    Institution: Tohoku University

    2016/04 - 2018/03

    More details Close

    Recently, microscopic imaging techniques with high intensity lasers such as single molecule imaging and super resolution imaging have attracted attention. However, one of the unsolved problems is photobleaching of fluorophores under the microscopic measurement. In this project, we developed new technologies to suppress photobleaching of fluorescent dyes. In the first year, we investigated whether photobleaching can be suppressed by incorporating a fluorescent dye in a host molecule. The photobleaching was dramatically inhibited by an appropriate combination of a certain type of dye and host. In the second year, we discovered the anti-fading effect of some lanthanide ions. We also considered the anti-fading mechanism.

  11. Imaging and photoregulation of cellular functions by using functional molecule-protein hybrid probes

    MIZUKAMI Shin

    Offer Organization: Japan Society for the Promotion of Science

    System: Grants-in-Aid for Scientific Research

    Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

    Institution: Tohoku University

    2015/04 - 2018/03

    More details Close

    We developed a fluorescent probe MGH with a chloroalkyl group, which can be labeled on a HaloTag. By labeling HaloTag expressed in living cells, MGH remained within living cells sufficiently even after 24 h of the treatment. Then, we attempted intracellular Mg2+ imaging during apoptosis, and visualized the free Mg2+ concentration increase after the apoptotic cell shrinkage. Various analyses indicated that the increase in intracellular free Mg2+ concentration during apoptosis was the result of release from Mg-ATP. We also developed fluorescent probes MGQ-1 and MGQ-2 that show high selectivity for Mg2+. The dissociation constants of MGQ-2 for Mg2+ and Ca2+were 0.27 mM and 1.5 mM, respectively, in buffer solution (pH 7.4), and MGQ-2 did not coordinate in the physiological concentration range of Mg-ATP.

  12. 生体分子を利用した光駆動性分子ロボットハンドの開発

    水上 進

    Offer Organization: 日本学術振興会

    System: 科学研究費助成事業

    Category: 新学術領域研究(研究領域提案型)

    Institution: 東北大学

    2015/04/01 - 2017/03/31

    More details Close

    前年度までにトリプトファンジッパー構造中にアゾベンゼン誘導体を組み込んだペプチドを複数合成し、光によってジッパー構造を可逆的に制御することを可能にしている。本年度はまず最初に、最近注目を集めているアリルアゾピラゾールを組み込んだトリプトファンジッパーを合成し、その機能を調べた。既報のアリルアゾピラゾールの物性と同様に、ペプチド中にこの分子を組み込んだ場合も、紫外光照射時に高いシス異性化効率を示した。しかしながら、異なる二波長の光照射によるペプチド構造変化の可逆性に問題が見られたため、これ以上の検討は行わなかった。一方、前年度に合成した2-メトキシアゾベンゼンをトリプトファンジッパー構造中に導入したペプチドが可逆性を示したことから、この光応答性トリプトファンジッパーを受容体Her2に対するアプタマー配列に組み込んだペプチドを合成した。このペプチドのHer2に対する結合能を可逆的に光制御できるかどうかを、表面プラズモン共鳴を用いて検討した。その結果、合成アプタマーのHer2に対する解離定数は、熱平衡状態（アゾベンゼン部位はトランス体）で0.30 μM、365 nmの光を照射することでシス体アゾベンゼンの量を増やすと0.08μMと親和性が一桁向上した。また、その状態から450 nmの光を照射してトランス体アゾベンゼンに戻すと、解離定数は0.64μMとなり、親和性の低下が見られた。本結果は、標的物質に対するアプタマーの結合を完全に光制御した結果ではないが、親和性の光制御ができたことから、より良い実験条件の検討、フォトクロミック色素の構造の検討、アミノ酸配列の検討を行うことにより、より優れた光応答を示す分子の開発に繋がることが期待できる。

  13. Development of highly sensitive in vivo imaging technology based on advanced functional nanoparticle design

    Mizukami Shin

    Offer Organization: Japan Society for the Promotion of Science

    System: Grants-in-Aid for Scientific Research

    Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (A)

    Institution: Osaka University

    2012/04/01 - 2016/03/31

    More details Close

    Functional 19F MRI probes were developed in order to visualize biological functions in deep regions of living animals. First, to improve the sensitivity of conventional small-molecule 19F MRI probes, new nanoparticle-based material was developed. This nanoparticle consists of perfluorocarbon core and silica shell. Then, the attenuation method of the 19F MRI signal of this nanomateria was developed by modifying the surface with lots of Gd3+ complexes. By introducing hydrolase substrate with the linker between a Gd3+ complex and the silica surface, highly sensitive nanoparticle-based 19F MRI probes to detect enzyme activities were developed. By using one of the probes, enzyme activities in a living animal was visualized by 19F MRI.

  14. Detection of antimicrobial peptide-based universal detection system of enzyme activities and its application to theranostics

    MIZUKAMI Shin

    Offer Organization: Japan Society for the Promotion of Science

    System: Grants-in-Aid for Scientific Research

    Category: Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research

    Institution: Osaka University

    2012/04/01 - 2015/03/31

    More details Close

    So far, we had developed a light-responsive compound release system by designing a functional antimicrobial peptide, temporin L (TL), modified with a photo-responsive protective group and combining liposomes including fluorophores. In this study, we newly developed an enzyme-responsive compound release system by making fusion peptides of TL and enzyme substrates. We chose caspase-3 and phosphatases as the target enzymes. For caspase-3, the enzyme substrate peptide was modified to the ε-amino group to yield a branched peptide. For phosphatases, a phosphorylated amino acid was substituted with one of the amino acids in TL. In both cases, the target enzyme activity activated the membrane-damaging activity of the fusion peptides. By using liposome including fluorophores, the system was applied to fluorescence detection of the target enzymes.

  15. 光機能性プローブを用いた生体分子の少数活性化

    水上 進

    Offer Organization: 日本学術振興会

    System: 科学研究費助成事業

    Category: 新学術領域研究(研究領域提案型)

    Institution: 大阪大学

    2012/04 - 2014/03

    More details Close

    本研究課題では、光を用いて蛋白質を定量的に活性化する技術の開発を目的として研究を行った。その為のアプローチとして、我々が独自に開発した蛋白質を機能性化合物で特異的に修飾する「蛋白質ラベル化技術」を用いた。前年度までに、生きた細胞の内外に発現させた異なる二つのタグを有する蛋白質をクロスリンクするリンカー化合物を開発していた。また、適切な光感受性保護基を用いることで光照射によってラベル化を引き起こすことができるリガンド構造を開発していた。今年度は、この光応答性リガンドを有するクロスリンカー化合物を開発し、光によって細胞機能が制御できるかを検討した。連結する二種類のタグとしては、我々が開発したBL-tagと市販のHaloTagを選択し、それらを光で連結する機能性リンカーを開発した。機能を制御する蛋白質としては膜蛋白質であるEGFRを選択した。二種のタグを融合させたEGFRを同時に細胞内に発現させ、光機能性リンカーを添加した後、光照射を行ったところ、タグ融合EGFRのリン酸化、内在化が観察され、細胞遊走の活性化等の細胞応答を光で惹起することが可能であった。また、細胞以内蛋白質のホモ二量化、ヘテロ二量化についても成功した。また、顕微鏡下での光刺激システムを導入し、生きた細胞内外局所における蛋白質の定量的活性化の検討を行った。以上により、蛋白質相互作用を光を用いて共有結合により固定することで、活性化する技術を開発した。

  16. Development of fusion molecular imaging technique based on functional molecular design

    MIZUKAMI Shin

    Offer Organization: Japan Society for the Promotion of Science

    System: Grants-in-Aid for Scientific Research

    Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (A)

    Institution: Osaka University

    2009 - 2011

    More details Close

    Several elemental technologies for next-generation molecular imaging methods were developed by integrating chemical principle-based functional probe design, protein engineering, and latest instrumental analyses. Specifically, three technologies, which are^19F MRI detection system to visualize living cellular gene expression, novel protein labeling technology, and time-resolved photoluminescence imaging technology for proteins, were developed.

  17. 錯体化学に基づくマルチカラー磁気共鳴イメージング法の開発

    水上 進

    Offer Organization: 日本学術振興会

    System: 科学研究費助成事業

    Category: 挑戦的萌芽研究

    Institution: 大阪大学

    2009 - 2009

    More details Close

    多くの希土類金属イオンは常磁性緩和促進(PRE)効果に加えて擬コンタクトシフト(PCS)効果を持つため、配位子や配位水のケミカルシフトがシフトすることが知られている。この現象を利用して、あらかじめ配位水シグナルにNMR飽和パルスを照射することにより、異なる種類の希土類金属錯体をNMRおよびMRIによって識別することが可能である。この手法を化学交換飽和移動(CEST)という。そこで、複数の希土類金属イオンおよび配位子化合物の組み合わせにっいて、配位水の常磁性シフトの値およびCEST効果を網羅的に検討した。配位水の交換速度の速い希土類金属錯体に関しては配位水のピーク観測が困難であった。そこでさらに、ナノサイズのリポソームおよび有機ポリマーからなるナノカプセルを合成し、その内部に希土類錯体を取り込ませることで、カプセルの内外の水分子の交換を希土類錯体への見かけの配位水交換として捉えられるかどうかについて検討した。その結果、水の1H NMRピークはわずかに肩を持つピークが得られた。この結果に基づき1H MRIにおけるマルチカラー化を目指して、前飽和パルス照射によりそれぞれの各希土類金属錯体に特異的なMRIシグナルが観察できるかについて検討しているが、1H NMRスペクトルにおいてCEST実験を行うのに十分なピークの分離が得られていないことから、マルチカラー化は達成していない。しかしながら、上記結果をもとにさらにピークの分離を大きくなるような構造デザインを行うことで、CEST原理を用いた機能性マルチカラープローブの開発が可能になると期待される。

  18. 可視化プローブの創製によるがん化プロセスのイメージング

    菊地 和也, 水上 進

    Offer Organization: 日本学術振興会

    System: 科学研究費助成事業

    Category: 特定領域研究

    Institution: 大阪大学

    2008 - 2009

    More details Close

    細胞のがん化に関わる生体分子の機能・動態を個体レベルで可視化することは、がん化機構を解明するうえで重要であり、がん治療において極めて有用な情報を提供する。MRIは、非侵襲的に生体の断層画像を高分解能で撮影することができるため、生きたまま個体をイメージングすることのできる非常に強力な手法である。本研究では、がん化に関わる遺伝子の発現を明らかにすることを目的として、レポーター遺伝子の発現を検出することのできるMRIプローブの設計・合成に取り組んだ。 まず、レポーター遺伝子をβ-lactamaseとし、その酵素活性を^<19>FのMRIシグナルの変化により検出することのできるプローズの設計を行った。設計したプローブは、酵素反応の基質部位であるβ-lactam環を介して^<19>F化合物とGd^<3+>錯体をつないだ構造を有している。Gd^<3+>錯体は、常磁性効果により、近傍の観測核のT_2緩和時間を短縮させることが知られている。このため、酵素反応前では、Gd^<3+>錯体により、プローブの^<19>Fのシグナルが低下し、酵素反応により、基質部位が分解されると、Ga^<3+>錯体が^<19>F化合物から解離し、MRIシグナルが回復すると考えられる。そこで、in vitroでプローブをβ-lactamaseと反応させたところ、酵素反応に伴い、MRIシグナルの増加が確認された。以上の結果から、レポーター酵素の活性を検出するMRIプローブの設計に成功した。

  19. Development of fluorescent probes that detect protein phosphorylation/dephosphorylation and their application

    MIZUKAMI Shin

    Offer Organization: Japan Society for the Promotion of Science

    System: Grants-in-Aid for Scientific Research

    Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

    Institution: Osaka University

    2007 - 2008

  20. 緩和時間変化型機能性MRIプローブのデザイン・合成・生物応用

    菊地 和也, 堀 雄一郎, 水上 進

    Offer Organization: 日本学術振興会

    System: 科学研究費助成事業

    Category: 特定領域研究

    Institution: 大阪大学

    2007 - 2008

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    酵素活性のin vivoでの可視化は、基礎研究のみならず遺伝子治療などの医療応用にも関わる重要な技術であり現在大きな注目を集めているが、実用的な手法はほとんど存在しない。蛍光イメージングは、感度は高く細胞レベルでの可視化に適している一方、MRIは、生体深部の断層画像を高い空間分解能で撮影することができる。 本研究では、アポトーシスに関わる酵素であるカスパーゼの酵素活性を^<19>F-MRIと蛍光イメージングの二つの方法で検出できるプローブの創製を行った。アポトーシスは、細胞死の一種で生物の発生段階に主に見られ、成体において、アポトーシスの異常は疾患につながることが知られており、カスパーゼはアポトーシスを制御する重要な酵素である。 まず、プローブの緩和時間・蛍光強度がともに変化するように、^<19>Fを含む蛍光化合物とランタノイド金属イオンであるGd^<3+>の錯体をカスパーゼ標的配列からなるペプチドでつないだ構造をデザインした。^<19>F-NMRの測定したところ、酵素反応前は、Gd^<3+>錯体の常磁性効果により^<19>Fの緩和時間が短縮しNMRシグナルが消失し、酵素によるペプチド切断により、Gd^<3+>錯体が^<19>Fより解離するためNMRシグナルが回復した。蛍光測定を行ったところ、酵素反応により、蛍光強度が上昇することが示された。さらに、^<19>F-MRIにより、酵素反応を可視化できるかどうかを検討したところ、酵素反応の進行に伴い、コントラストが高くなることが分かった。以上の結果から、蛍光とMRIにより、酵素活性を可視化することのできるプローブの創製に成功した。

  21. 生体シグナル可視化センシング

    菊地 和也, 堀 雄一郎, 水上 進

    Offer Organization: 日本学術振興会

    System: 科学研究費助成事業

    Category: 特定領域研究

    Institution: 大阪大学

    2007 - 2008

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    ポストゲノム時代において、生体内で作用する分子の機能を、生きているその場で解明することが重要な研究課題として挙げられている。本研究では、蛋白質修飾技術と時間分解蛍光プローブの二種類のアプローチにより生体シグナルの可視化に取り組んだ。まず、蛋白質修飾技術として、βラクタマーゼ変異体とβラクタム環構造をもつ化合物を利用した方法を開発した。本手法で用いるβラクタマーゼ変異体は、ペニシリンやアンピシリンと共有結合することが知られている。このため、これらの化合物と蛍光物質をつないだ誘導体をプローブとして、βラクタマーゼ変異体を特異的に蛍光ラベル化することができる。ラベル化反応の結果、細胞破砕液中もしくは細胞膜上で特異的にβラクタマーゼ変異体を蛍光標識することができた。また、プローブのデザインにより、標識に伴い蛍光強度が上昇する蛍光スイッチ型プローブの開発にも成功した。 次に、希土類金属錯体を利用して酵素活性を検出することのできる時間分解蛍光プローブを創製した。希土類金属の蛍光寿命は通常の有機蛍光分子に比べ長く、時間分解することによりノイズの少ないシグナルを得ることができる。本研究では、アンテナ分子を設計することにより、酵素反応により希土類蛍光を上昇させることに成功した。時間分解測定により極めてS/N比の高いスペクトルが得られ、共雑蛍光分子存在下においても明確に酵素活性を検出することができることがわかった。 以上の結果から、蛋白質や酵素の活性をイメージングすることのできる方法を確立したといえる。

  22. 生きたまま分子機能を不活化するレーザー分子機能不活化プローブの開発

    菊地 和也, 水上 進, 堀 雄一郎

    Offer Organization: 日本学術振興会

    System: 科学研究費助成事業

    Category: 萌芽研究

    Institution: 大阪大学

    2007 - 2007

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    現在の生命科学の重要課題のひとつとして、細胞をすりつぶさずに生きたまま生体分子の機能を明らかにするということを挙げることができる。レーザー分子機能不活化(CALI,Chromophore-assisted Laser Inactivation)は、生きたまま生体分子の機能を解析する非常に強力な方法論である。本研究では、イノシトール3リン酸(IP3)、NMDA、AMPAの受容体を標的とし、CALIによりその機能を不活化することのできるプローブ分子をデザインし、受容体の細胞における機能解明について検討した。 CALIでは、レーザー光をクロモフォアに照射することにより生成するラジカル種がクロモフォア近傍の標的分子の機能を不活化する。そこで、プローブ分子は、受容体を認識する部位からなる化合物と分子機能を不活化させるためのクロモフォアをリンカーで繋ぐことにより設計した。本年度は特に環境変化型光増感剤を設計することにより、タンパク質に取り込まれたリガンドのみ、標的分子を不活化するプローブの合成に成功した。このプローブを用いると、光照射によるタンパク質の機能はほぼ100%阻害される。また、NMDA受容体やAMPA受容体を標的としたプローブ分子も同様の原理でデザインを行った。本研究で開発した方法論により、生体分子の機能を細胞が生きたま解析することができ、通常の生物学的手法では得られなかった多くの情報を得ることができると考えられる。

  23. 金属錯体の配位空間制御を応用した生体機能可視化センサー分子

    菊地 和也, 水上 進, 堀 雄一郎

    Offer Organization: 日本学術振興会

    System: 科学研究費助成事業

    Category: 特定領域研究

    Institution: 大阪大学

    2006 - 2007

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    生体分子の機能を解明するうえで重要な課題のひとつは分子の機能を生きたまま読み取ることである。 生きたままの機能を読み取る技術として、蛍光イメージングは極めて有用な方法である。本研究では、金属錯体の配位空間を制御することにより生体分子の機能を蛍光特性の変化で検出することのできる蛍光プローブの開発に関して検討した。金属錯体の中でもランタノイド金属錯体は、蛍光プローブの開発の観点から非常に興味深い性質を持っている。ランタノイド金属錯体は、長い蛍光寿命をもち、時間分解することにより細胞中に存在する生体分子由来のバックグラウンド蛍光を取り除くことができる。このため、ランタノイド金属錯体の配位空間から構成される蛍光プローブを用いることで、時間分解法による高精度の測定が可能となる。また、ランタノイドイオンはモル吸光係数が小さいため、蛍光を得るにはアンテナ分子からのエネルギー移動を利用することが必要である。そこで、配位空間にアンテナ分子を組み込み、プロテーゼとの反応によりランタノイド金属錯体からの蛍光強度が変化するようにアンテナ分子にスイッチ機能を持たせたプローブを作製した。その結果、プロテアーゼとプローブは反応し、蛍光強度が上昇した。また、時間分解することにより、バックグラウンド蛍光が除かれ非常に高いS/N比でプロテアーゼの活性を検出することに成功した。本研究で考案した原理は、スイッチ機能を組み込んだアンテナ分子の種類を変えることで、プロテアーゼ以外の酵素反応の検出にも応用できるため、様々な生体分子へのプローブの開発に非常に有用な情報を提供すると考えられる。

  24. 分子プローブのデザイン・合成による細胞情報伝達に関わる蛋白質活性の可視化

    菊地 和也, 水上 進, 堀 雄一郎

    Offer Organization: 日本学術振興会

    System: 科学研究費助成事業

    Category: 特定領域研究

    Institution: 大阪大学

    2006 - 2007

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    生体分子の機能を生きたまま可視化する技術は、現在の生命科学・医学の分野で重要な役割を果たしている。MRIは、非侵襲的に生体を可視化する方法のひとつであり、放射線被爆がなく優れた組織コントラストで生体の断層画像が得られるという特徴を有している。しかしながら、個体レベルでの優れたイメージング法であるのにも関わらず、現在のところ、生体分子の機能を可視化するMRIプローブの開発は、ほとんどなされていない。本研究では、生体分子の機能を可視化するためにGd^3+錯体を利用したMRIプローブの設計を行った。Gd^3+錯体は、水分子の水素原子核の縦緩和時間を減少させることにより、T1強調画像においてGd^3+錯体の位置している部位のシグナルを増強させる。さらに、生体高分子との相互作用により、分子運動が低下し縦緩和時間をさらに減少させることが知られている。そこで、Gd^3+錯体と酵素反応部位及び生体高分子(アルブミン)との相互作用部位から構成されるプローブの設計を行った。アルブミン相互作用部位は、酵素反応が起こるまでアルブミンと相互作用しないように酵素反応部位によりマスクした。そして、酵素を遺伝子発現のレポーターとして用いられるβ-ガラクトシダーゼとして酵素反応部位を設計した。その結果、酵素反応によりプローブの反応部位が解離しアルブミン相互作用部位が露出し、プローブがアルブミンと相互作用し水分子の水素原子核の縦緩和時間を減少することが示された。このように、NMR現象を用いて遺伝子発現を可視化することのできるプローブの作製に成功し、in vivoイメージングへの基盤技術が確立された。

  25. 可視化プローブの創製によるがん化プロセスのイメージング

    菊地 和也, 水上 進, 堀 雄一郎

    Offer Organization: 日本学術振興会

    System: 科学研究費助成事業

    Category: 特定領域研究

    Institution: 大阪大学

    2006 - 2007

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    タンパク質の生体内での機能を詳細に明らかにするために、タンパク質の局在や相互作用をリアルタイムで明らかにする時空間解析は極めて有効な方法論である。特にがん細胞において、がんの発症に関わるタンパク質を標識することにより、がん化プロセスのメカニズムを詳細に明らかにすることができると考えられる。そこで、本研究では、タンパク質の標識技術としてβ-ラクタマーゼをタグタンパク質として蛍光性小分子化合物でラベルする方法論の構築を行った。β-ラクタマーゼは、バクテリアのタンパク質であり真核細胞において基質と特異的に相互作用するため、真核細胞において標識するためのタグタンパク質として適している。まず、β-ラクタマーゼのラベル化剤として基質であるアンピシリン誘導体と自殺基質であるスルバクタムにそれぞれ蛍光性化合物を組み込み合成した。次に、β-ラクタマーゼとラベル化剤が安定な共有結合による複合体を形成するように活性部位付近のアミノ酸に変異を導入した。この変異体と合成したプローブは、速やかに複合体を形成することがゲル電気泳動法により示された。また、質量分析によりこの複合体は共有結合を形成していることが示された。以上の結果から、β-ラクタマーゼをタグタンパク質として蛍光性小分子化合物でラベル化することができることが示された。本研究において、がん細胞でのタンパク質の蛍光イメージングの基礎技術が確立され、がん化プロセスのメカニズムを明らかにする方法論を供出したといえる。

  26. Design and synthesis of visualization sensor molecules for bio-imaging

    KIKUCHI Kazuya, MIZUKAMI Shin

    Offer Organization: Japan Society for the Promotion of Science

    System: Grants-in-Aid for Scientific Research

    Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

    Institution: Osaka University

    2006 - 2007

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    Kinases and phosphatases regulate signal transduction through phosphorylation and dephosphorylation of various biological molecules. The techniques for detecting the activity of kinases and phosphatases are essential to the elucidation of signal transduction mechanism. The fluorescence ratio imaging is a sensitive, undestructive and accurate method for the detection of such enzymatic reactions inside living calls. In this research, we created fluorescent probes, which specifically react with phosphatase and change its fluorescence properties. Our design strategy is based on the following requirements; (1) The probes should have a switch function, by which the excitation spectrum of the probe changes upon the reaction with phosphatase, and (2) the structure of the reactive site in the probe can be easily modified, so that the probe specifically reacts with a different kind of phosphatase, which recognizes a distinctive structure of the restive site. First, we chose 7-hydr xycoumarin as a basic structure of the probe. Importantly, our preliminary experiments show that the pK_a of the hydroxyl group is controlled by the anionic group sterically close to the hydroxyl group and affects excitation spectrum of the compound. We, therefore, introduced phosphate group into the proximal position of the hydroxyl group via the aliphatic ester linkage, so that removal of the phosphate group by phosphatase results in the alteration of pKa of the hydroxyl group, leading to the change of the excitation spectrum of the probe. In addition, the aliphatic linker allows modification of the structure close to the phosphate group. It was demonstrated that the probe specifically reacted with acid phosphatase and changed its excitation spectrum. Furthermore, the change of the excitation spectrum was large enough to conduct ratio measurements. These results provides valuable information about design of fluorescent ratio probes and our strategy has great potential toward application in the field of bio-imaging.

  27. 生体シグナル可視化センシング

    菊地 和也, 水上 進

    Offer Organization: 日本学術振興会

    System: 科学研究費助成事業

    Category: 特定領域研究

    Institution: 大阪大学

    2006 - 2006

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    本研究は生体内分子を可視化するためにセンサー分子を作製して生体内情報変を解析することを目的とする.このため,標的分子との認識あるいは酵素反応によって蛍光特性や磁気特性が変化するセンシング原理を用い,生体内分子機能を読み取り可能な情報に変換できるセンサー分子をデザイン・合成し,システムとしての生命機能の謎解きと活用を目指す. これまでに申請者は蛍光センサー分子をデザイン・合成することにより,細胞内分子の動態を分子が機能しているその場で可視化することに成功してきた.本申請では,この可視化の対象を細胞イメージングにとどまらず,個体レベルにおける可視化に広げる.さらに'細胞内分子をより高精度にえることができる時間分解蛍光測定用センサーを開発する.本申請ではランタノイド金属錯体を母核にし,生体内分子との反応を磁気情報あるいは光学情報のアウトプットとして引き出すためのスイッチ部分を作製する. 本年度は,レポーター遺伝子の産物である酵素活性によって分子の動きが変化し,遺伝子発現を捉えてコントラスト変化へと変換できるMRI用センサー分子の開発を行う.デザインした分子センサーは,レポーター遺伝子産物の酵素活性(□-galactosidase)によって血液中のアルブミンに結合する様に変換される.この結果,分子の運動が抑制され,Gd^<3+>錯体の緩和時間は大きく短縮しコントラストが強まる.特に,試験管レベルの研究で酵素活性によってコントラストが増大することを確認した.さらに,細胞レベルでの遺伝子発現可視化についても,特にコントラスト変化を大きくする分子デザインについて検討した.

  28. バイオイメージング法を用いたアポトーシスのシグナル伝達機構の解析

    水上 進

    Offer Organization: 日本学術振興会

    System: 科学研究費助成事業

    Category: 特別研究員奨励費

    Institution: 東京大学

    2000 - 2001

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