研究者詳細

顔写真

ミズカミ シン
水上 進
Shin Mizukami
所属
多元物質科学研究所 有機・生命科学研究部門 細胞機能分子化学研究分野
職名
教授
学位
  • 博士(薬学)(東京大学)

  • 修士(薬学)(東京大学)

経歴 8

  • 2016年4月 ~ 継続中
    (兼)東北大学 大学院生命科学研究科 分子化学生物学専攻 教授

  • 2016年4月 ~ 継続中
    (兼)東北大学 大学院理学研究科 化学専攻 教授

  • 2016年4月 ~ 継続中
    東北大学 多元物質科学研究所 教授

  • 2009年6月 ~ 2016年3月
    大阪大学 大学院工学研究科 准教授

  • 2007年4月 ~ 2009年6月
    大阪大学 大学院工学研究科 助教

  • 2005年9月 ~ 2007年3月
    大阪大学 大学院工学研究科 助手

  • 2004年4月 ~ 2005年8月
    スタンフォード大学 化学科 学振海外特別研究員

  • 2002年4月 ~ 2004年3月
    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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学歴 2

  • 東京大学 大学院薬学系研究科 博士課程修了

    1997年4月 ~ 2002年3月

  • 東京大学 薬学部 卒

    ~ 1997年3月

委員歴 5

  • 日本化学会生体機能関連化学部会 幹事

    2017年 ~ 継続中

  • 日本ケミカルバイオロジー学会 世話人

    2016年 ~ 継続中

  • 日本分子イメージング学会 機関紙編集委員

    2015年 ~ 継続中

  • 日本分子イメージング学会 機関紙編集長

    2021年 ~ 2023年6月

  • 日本分子イメージング学会 理事

    2018年6月 ~ 2023年6月

所属学協会 7

  • 日本DDS学会

  • 日本生物物理学会

  • アメリカ化学会

  • 日本ケミカルバイオロジー学会

  • 日本分子イメージング学会

  • 日本薬学会

  • 日本化学会

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研究キーワード 2

  • 生物有機化学

  • ケミカルバイオロジー

研究分野 1

  • ナノテク・材料 / ケミカルバイオロジー /

受賞 5

  1. 総長奨励賞(研究部門)

    2012年8月 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年4月 文部科学省

  3. 平成23年度 日本薬学会奨励賞

    2011年3月 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年5月 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年9月 日本化学会生体機能関連化学部会

論文 104

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

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

    Journal of Inorganic Biochemistry 264 112811-112811 2025年3月

    出版者・発行元: Elsevier BV

    DOI: 10.1016/j.jinorgbio.2024.112811  

    ISSN:0162-0134

  2. Quantitative control of subcellular protein localization with a photochromic dimerizer 査読有り

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

    Nature Chemical Biology 2024年6月18日

    出版者・発行元:

    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年10月19日

    出版者・発行元:

    DOI: 10.1101/2023.10.18.562865  

  4. Cellsketch: Simplified Cell Representation for Label-free Cell and Nuclei Segmentation 査読有り

    Ira Novianti, Shin Mizukami

    Proceedings of 45th Annual International Conference of the IEEE EMBC 2023 2023年7月24日

    出版者・発行元: IEEE

    DOI: 10.1109/embc40787.2023.10340497  

  5. Long-term Imaging of Intranuclear Mg2+ Dynamics during Mitosis Using a Localized Fluorescent Probe 査読有り

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

    Chemical Communications 59 (46) 7048-7051 2023年6月11日

    出版者・発行元: Royal Society of Chemistry (RSC)

    DOI: 10.1039/d2cc05930d  

    ISSN:1359-7345

    eISSN:1364-548X

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    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. 国際誌 査読有り

    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年5月9日

    DOI: 10.1038/s41467-023-38397-6  

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    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 査読有り

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

    ACS Chemical Biology 2023年1月20日

    出版者・発行元: 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年11月9日

    出版者・発行元: American Chemical Society (ACS)

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

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    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 査読有り

    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年8月25日

    出版者・発行元: 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 査読有り

    Ira Novianti, Toshiyuki Kowada, Shin Mizukami

    Organic Letters 24 (17) 3223-3226 2022年5月6日

    DOI: 10.1021/acs.orglett.2c01010  

  11. Organelle-Level Labile Zn2+ Mapping Based on Targetable Fluorescent Sensors 査読有り

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

    ACS Sensors 7 (3) 748-757 2022年3月25日

    出版者・発行元:

    DOI: 10.1021/acssensors.1c02153  

    ISSN:2379-3694

    eISSN:2379-3694

  12. Fluorescent Probes for the Quantification of Labile Metal Ions in Living Cells 招待有り 査読有り

    Toshiyuki Kowada, Shin Mizukami

    有機合成化学協会誌 79 (11) 1020-1032 2021年11月1日

    出版者・発行元:

    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年5月10日

    出版者・発行元: Wiley

    DOI: 10.1002/ange.202016684  

  14. Optical manipulation of subcellular protein translocation using a photoactivatable covalent labeling system 査読有り

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

    Angewandte Chemie International Edition 60 (20) 11378-11383 2021年5月10日

    出版者・発行元:

    DOI: 10.1002/anie.202016684  

    ISSN:1433-7851

    eISSN:1521-3773

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

    Toshiyuki Kowada, Tomomi Watanabe, Rong Liu, Shin Mizukami

    STAR Protocols 2 (2) 100395-100395 2021年3月

    出版者・発行元:

    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年

    出版者・発行元: 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 査読有り

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

    eLife 9 e61960 2020年10月

    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 査読有り

    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年9月

    出版者・発行元: 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 査読有り

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

    ChemBioChem 20 1382-1386 2019年6月

    出版者・発行元: Wiley

    DOI: 10.1002/cbic.201800816  

  20. Improvement in Photostability of Fluorescein by Lanthanide Ions Based on Energy Transfer-based Triplet State Quenching 査読有り

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

    Chemistry Letters 48 (10) 1181-1184 2019年

    DOI: 10.1246/cl.190469  

    ISSN:0366-7022

    eISSN:1348-0715

  21. Perfluorocarbon-Based 19F MRI Nanoprobes for In Vivo Multicolor Imaging 国際誌 査読有り

    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年12月

    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 査読有り

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

    Bioconjugate Chemistry 29 (5) 1720-1728 2018年5月16日

    出版者・発行元: 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 査読有り

    Yusuke Matsui, Shin Mizukami, Kazuya Kikuchi

    CHEMISTRY LETTERS 47 (1) 23-26 2018年1月

    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 国際誌 査読有り

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

    Chemical Communications 54 (83) 11785-11788 2018年1月

    DOI: 10.1039/c8cc05381b  

    ISSN:1359-7345

  25. Intracellular Protein-Labeling Probes for Multicolor Single-Molecule Imaging of Immune Receptor-Adaptor Molecular Dynamics 査読有り

    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年12月

    DOI: 10.1021/jacs.7b08262  

    ISSN:0002-7863

  26. Visualization of long-term Mg2+ dynamics in apoptotic cells using a novel targetable fluorescent probe 査読有り

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

    CHEMICAL SCIENCE 8 (12) 8255-8264 2017年12月

    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 査読有り

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

    CHEMICAL COMMUNICATIONS 53 (77) 10644-10647 2017年10月

    DOI: 10.1039/c7cc06141b  

    ISSN:1359-7345

    eISSN:1364-548X

  28. Enzyme-triggered compound release using functionalized antimicrobial peptide derivatives 査読有り

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

    CHEMICAL SCIENCE 8 (4) 3047-3053 2017年4月

    DOI: 10.1039/c6sc04435b  

    ISSN:2041-6520

    eISSN:2041-6539

  29. Targetable fluorescent sensors for advanced cell function analysis 査読有り

    Shin Mizukami

    JOURNAL OF PHOTOCHEMISTRY AND PHOTOBIOLOGY C-PHOTOCHEMISTRY REVIEWS 30 24-35 2017年3月

    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 査読有り

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

    NATURE CHEMICAL BIOLOGY 12 (8) 579-+ 2016年8月

    DOI: 10.1038/NCHEMBIO.2096  

    ISSN:1552-4450

    eISSN:1552-4469

  31. Selective Labeling of Proteins on Living Cell Membranes Using Fluorescent Nanodiamond Probes 査読有り

    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年4月

    DOI: 10.3390/nano6040056  

    ISSN:2079-4991

  32. ラベル化分子設計に基づくタンパク質の可視化と機能制御 査読有り

    水上 進, 菊地 和也

    薬学雑誌. 乙号 136 (1) 21-27 2016年

    DOI: 10.1248/yakushi.15-00225-4  

    ISSN:0031-6903

  33. 薬学における生命指向型化学 医薬と異なる小分子を駆使して探る・操る細胞機能研究の新境地 ラベル化分子設計に基づくタンパク質の可視化と機能制御 査読有り

    水上 進, 菊地 和也

    薬学雑誌 136 (1) 21-27 2016年1月

    出版者・発行元: (公社)日本薬学会

    ISSN:0031-6903

    eISSN:1347-5231

  34. Nonlinear fluorescence imaging by photoinduced charge separation 査読有り

    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年4月

    DOI: 10.7567/JJAP.54.042403  

    ISSN:0021-4922

    eISSN:1347-4065

  35. Nonlinear fluorescence probe using photoinduced charge separation 査読有り

    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年

    DOI: 10.1117/12.2190721  

    ISSN:0277-786X

  36. Activatable F-19 MRI Nanoparticle Probes for the Detection of Reducing Environments 査読有り

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

    ANGEWANDTE CHEMIE-INTERNATIONAL EDITION 54 (3) 1007-1010 2015年1月

    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 査読有り

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

    CHEMICAL SCIENCE 6 (3) 1986-1990 2015年

    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 査読有り

    Zhanghua Zeng, Shin Mizukami, Katsumasa Fujita, Kazuya Kikuchi

    CHEMICAL SCIENCE 6 (8) 4934-4939 2015年

    DOI: 10.1039/c5sc01850a  

    ISSN:2041-6520

    eISSN:2041-6539

  39. Membrane protein CNNM4-dependent Mg2+ efflux suppresses tumor progression 査読有り

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

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

    DOI: 10.1172/JCI76614  

    ISSN:0021-9738

    eISSN:1558-8238

  40. Ratiometric MRI Sensors Based on Core-Shell Nanoparticles for Quantitative pH Imaging 査読有り

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

    ADVANCED MATERIALS 26 (19) 2989-2992 2014年5月

    DOI: 10.1002/adma.201305018  

    ISSN:0935-9648

    eISSN:1521-4095

  41. 酵素変異体に基づくタンパク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 (特集 生化学に新たな視点を与える技術の開発とその応用) 査読有り

    水上 進

    生化学 86 (2) 154-159 2014年4月

    出版者・発行元: 日本生化学会

    ISSN:0037-1017

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

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

    CHEMISTRY LETTERS 43 (2) 219-221 2014年2月

    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 査読有り

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

    ANGEWANDTE CHEMIE-INTERNATIONAL EDITION 53 (4) 1008-1011 2014年1月

    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 査読有り

    Shin Mizukami, Yuichiro Hori, Kazuya Kikuchi

    ACCOUNTS OF CHEMICAL RESEARCH 47 (1) 247-256 2014年1月

    DOI: 10.1021/ar400135f  

    ISSN:0001-4842

    eISSN:1520-4898

  45. Development of a fluorescent probe providing nonlinear response through intramolecular electron transfer 査読有り

    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年

  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 査読有り

    水上 進

    生化学 86 154-159 2014年

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

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

    Chem. Asia. J. 2013年12月

    DOI: 10.1012/asia.201300759  

  48. Basolateral Mg2+ Extrusion via CNNM4 Mediates Transcellular Mg2+ Transport across Epithelia: A Mouse Model 査読有り

    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年12月

    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 査読有り

    Tatsuya Nakamura, Shin Mizukami, Miho Tanaka, Kazuya Kikuchi

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

    DOI: 10.1002/asia.201300759  

    ISSN:1861-4728 1861-471X

  50. Development of cell-impermeable coelenterazine derivatives 査読有り

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

    Chemical Science 4 (12) 4395-4400 2013年10月28日

    DOI: 10.1039/c3sc51985f  

    ISSN:2041-6539 2041-6520

  51. Development of luminescent coelenterazine derivatives activatable by β-galactosidase for monitoring dual gene expression 査読有り

    Lindberg E, Mizukami S, Ibata K, Miyawaki A, Kikuchi K

    Chemistry (Weinheim an der Bergstrasse, Germany) 19 (44) 14970-14976 2013年10月

    DOI: 10.1002/chem.201302002  

    ISSN:0947-6539

    eISSN:1521-3765

  52. Dynamic visualization of RANKL and Th17-mediated osteoclast function. 国際誌 査読有り

    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年2月

    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) 査読有り

    水上 進, 菊地 和也

    未来材料 13 (2) 5-10 2013年2月

    出版者・発行元: 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 査読有り

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

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

    DOI: 10.1039/c2ob26630j  

    ISSN:1477-0520

    eISSN:1477-0539

  55. ナノサイズの分子設計:診断・創薬へのアプローチ 査読有り

    阿部 洋, 水上 進

    薬学雑誌. 乙号 133 (3) 349-349 2013年

    DOI: 10.1248/yakushi.12-00239-F  

    ISSN:0031-6903

  56. A nanospherical polymer as an MRI sensor without paramagnetic or superparamagnetic species 査読有り

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

    DALTON TRANSACTIONS 42 (45) 15864-15867 2013年

    DOI: 10.1039/c3dt50378j  

    ISSN:1477-9226

    eISSN:1477-9234

  57. ナノ粒子設計に基づく機能性 1H MRIプローブの開発 査読有り

    水上 進

    薬学雑誌. 乙号 133 (3) 351-354 2013年

    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 査読有り

    水上 進

    生化学 133 351-354 2013年

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

    Zhanghua Zeng, Shin Mizukami, Kazuya Kikuchi

    ANALYTICAL CHEMISTRY 84 (21) 9089-9095 2012年11月

    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 査読有り

    Reisuke Baba, Yuichiro Hori, Shin Mizukami, Kazuya Kikuchi

    JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY 134 (35) 14310-14313 2012年9月

    DOI: 10.1021/ja306045j  

    ISSN:0002-7863

  61. 19F MRI Monitoring of Gene Expression in Living Cells through Cell-Surface β-Lactamase Activity 査読有り

    Matsushita H, Mizukami S, Mori Y, Sugihara F, Shirakawa M, Yoshioka Y, Kikuchi K

    ChemBioChem 13 (11) 1579-1583 2012年7月

    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年2月1日

    出版者・発行元: Wiley

    DOI: 10.1002/asia.201290001  

    ISSN:1861-4728

  63. Fluorogenic Protein Labeling through Photoinduced Electron Transfer-Based BL-Tag Technology 査読有り

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

    CHEMISTRY-AN ASIAN JOURNAL 7 (2) 272-276 2012年2月

    DOI: 10.1002/asia.201100647  

    ISSN:1861-4728

  64. 生体反応を可視化する^<19>F MRIプローブ開発 査読有り

    水上 進, 菊地 和也

    生物物理 52 (1) 24-25 2012年1月25日

    出版者・発行元: 一般社団法人 日本生物物理学会

    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 査読有り

    Shin Mizukami, Shuji Watanabe, Yuri Akimoto, Kazuya Kikuchi

    JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY 134 (3) 1623-1629 2012年1月

    DOI: 10.1021/ja208290f  

    ISSN:0002-7863

  66. Switchable MRI contrast agents based on morphological changes of pH-responsive polymers 査読有り

    Satoshi Okada, Shin Mizukami, Kazuya Kikuchi

    BIOORGANIC & MEDICINAL CHEMISTRY 20 (2) 769-774 2012年1月

    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 査読有り

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

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

    DOI: 10.1002/anie.201200867  

    ISSN:1433-7851

  68. Development of Molecular Imaging Tools to Investigate Protein Functions by Chemical Probe Design 査読有り

    Shin Mizukami

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

    DOI: 10.1248/cpb.59.1435  

    ISSN:0009-2363

  69. In Vivo Fluorescence Imaging of Bone-Resorbing Osteoclasts 査読有り

    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年11月

    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年9月12日

  71. Intracellular protein labeling with prodrug-like probes using a mutant β-lactamase tag 査読有り

    Watanabe S, Mizukami S, Akimoto Y, Hori Y, Kikuchi K

    Chemistry - A European Journal 17 (30) 8342-8349 2011年7月

    DOI: 10.1002/chem.201100973  

    ISSN:0947-6539

  72. Switching Modulation for Protein Labeling with Activatable Fluorescent Probes 査読有り

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

    CHEMBIOCHEM 12 (9) 1299-1308 2011年6月

    DOI: 10.1002/cbic.201100137  

    ISSN:1439-4227

  73. Cell-Surface Protein Labeling with Luminescent Nanoparticles through Biotinylation by Using Mutant β-Lactamase-Tag Technology 査読有り

    Yoshimura A, Mizukami S, Hori Y, Watanabe S, Kikuchi K

    ChemBioChem 12 (7) 1031-1034 2011年5月

    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 査読有り

    水上 進, 渡辺 修司, 吉村 彰真, 菊地 和也

    JSMI Report 4 (1) 19-21 2011年2月

    出版者・発行元: 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 査読有り

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

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

    DOI: 10.1002/anie.201103775  

    ISSN:1433-7851

  76. 19F MRI detection of β-galactosidase activity for imaging of gene expression 査読有り

    Mizukami S, Matsushita H, Takikawa R, Sugihara F, Shirakawa M, Kikuchi K

    Chemical Science 2 (6) 1151-1155 2011年

    DOI: 10.1039/c1sc00071c  

    ISSN:2041-6520

  77. Sequential ordering among multicolor fluorophores for protein labeling facility via aggregation-elimination based β-lactam probes 査読有り

    Sadhu K.K, Mizukami S, Watanabe S, Kikuchi K

    Molecular BioSystems 7 (5) 1766-1772 2011年

    DOI: 10.1039/c1mb05013c  

    ISSN:1742-206X

  78. Multicolor protein labeling in living cells using mutant β-lactamase-tag technology 査読有り

    Watanabe S, Mizukami S, Hori Y, Kikuchi K

    Bioconjugate Chemistry 21 (12) 2320-2326 2010年12月

    DOI: 10.1021/bc100333k  

    ISSN:1043-1802

  79. Photocontrolled Compound Release System Using Caged Antimicrobial Peptide 査読有り

    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年7月

    DOI: 10.1021/ja102167m  

    ISSN:0002-7863

  80. Application of a Stimuli-Responsive Polymer to the Development of Novel MRI Probes 査読有り

    Satoshi Okada, Shin Mizukami, Kazuya Kikuchi

    CHEMBIOCHEM 11 (6) 785-787 2010年4月

    DOI: 10.1002/cbic.200900649  

    ISSN:1439-4227

  81. 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 査読有り

    水上 進, 菊地 和也

    生化學 82 (1) 21-29 2010年1月25日

    出版者・発行元: 日本生化学会

    ISSN:0037-1017

  82. 3P327 タンパク質の時間分解蛍光イメージング法の開発(バイオイメージング,第48回日本生物物理学会年会)

    Yamamoto Taku, Mizukami Shin, Kikuchi Kazuya

    生物物理 50 (2) S203 2010年

    出版者・発行元: 一般社団法人 日本生物物理学会

    DOI: 10.2142/biophys.50.S203_1  

  83. 2P253 光照射による薬物放出制御システムの開発(生体膜・人工膜-ダイナミクス,第48回日本生物物理学会年会)

    hosoda mariko, mizukami shin, kikuchi kazuya

    生物物理 50 (2) S127 2010年

    出版者・発行元: 一般社団法人 日本生物物理学会

    DOI: 10.2142/biophys.50.S127_3  

  84. Turn-on fluorescence switch involving aggregation and elimination processes for β-lactamase-tag 査読有り

    Sadhu K.K, Mizukami S, Watanabe S, Kikuchi K

    Chemical Communications 46 (39) 7403-7405 2010年

    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 査読有り

    水上 進, 菊地 和也

    生化学 82 21-29 2010年

  86. Photoactive Yellow Protein-Based Protein Labeling System with Turn-On Fluorescence Intensity 査読有り

    Yuichiro Hori, Hideki Ueno, Shin Mizukami, Kazuya Kikuchi

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

    DOI: 10.1021/ja904800k  

    ISSN:0002-7863

  87. Design and Synthesis of Coumarin-Based Zn2+ Probes for Ratiometric Fluorescence Imaging 査読有り

    Shin Mizukami, Satoshi Okada, Satoshi Kimura, Kazuya Kikuchi

    INORGANIC CHEMISTRY 48 (16) 7630-7638 2009年8月

    DOI: 10.1021/ic900247r  

    ISSN:0020-1669

  88. Anion Sensor-Based Ratiometric Peptide Probe for Protein Kinase Activity 査読有り

    Kazuya Kikuchi, Shigeki Hashimoto, Shin Mizukami, Tetsuo Nagano

    ORGANIC LETTERS 11 (13) 2732-2735 2009年7月

    DOI: 10.1021/ol9006508  

    ISSN:1523-7060

  89. Development of Ratiometric Fluorescent Probes for Phosphatases by Using a pK(a) Switching Mechanism 査読有り

    Shin Mizukami, Shuji Watanabe, Kazuya Kikuchi

    CHEMBIOCHEM 10 (9) 1465-1468 2009年6月

    DOI: 10.1002/cbic.200900214  

    ISSN:1439-4227

  90. in vivo イメージングを目指した可視化プローブ開発 査読有り

    菊地 和也, 水上 進

    ぶんせき 4 (412) 200-202 2009年4月5日

    出版者・発行元: 日本分析化学会

    ISSN:0386-2178

  91. Covalent protein labeling based on noncatalytic β-Lactamase and a designed FRET substrate 査読有り

    Mizukami S, Watanabe S, Hori Y, Kikuchi K

    Journal of the American Chemical Society 131 (14) 5016-+ 2009年4月

    DOI: 10.1021/ja8082285  

    ISSN:0002-7863

  92. Dual-Function Probe to Detect Protease Activity for Fluorescence Measurement and F-19 MRI 査読有り

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

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

    DOI: 10.1002/anie.200806328  

    ISSN:1433-7851

  93. Lanthanide-Based Protease Activity Sensors for Time-Resolved Fluorescence Measurements 査読有り

    Shin Mizukami, Kazuhiro Tonai, Masahiro Kaneko, Kazuya Kikuchi

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

    DOI: 10.1021/ja800322b  

    ISSN:0002-7863

  94. Paramagnetic relaxation-based F-19 MRI probe to detect protease activity 査読有り

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

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

    ISSN:0031-6903

  95. Paramagnetic relaxation-based F-19 MRI probe to detect protease activity 査読有り

    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年1月

    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 査読有り

    S Mizukami, TW Kim, SA Helquist, ET Kool

    BIOCHEMISTRY 45 (9) 2772-2778 2006年3月

    DOI: 10.1021/bi051961z  

    ISSN:0006-2960

  97. Fluorescence color modulation by intramolecular and intermolecular π-π interactions in a helical zinc(II) complex 査読有り

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

    Chemistry of Materials 17 (1) 50-56 2005年1月

    DOI: 10.1021/cm049744s  

    ISSN:0897-4756

  98. Comparison of the bond lengths for the lanthanide complexes of tripodal heptadentate ligands 査読有り

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

    JOURNAL OF ALLOYS AND COMPOUNDS 374 (1-2) 307-310 2004年7月

    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 査読有り

    S Mizukami, H Houjou, M Kanesato, K Hiratani

    CHEMISTRY-A EUROPEAN JOURNAL 9 (7) 1521-1528 2003年4月

    DOI: 10.1002/chem.200390174  

    ISSN:0947-6539

  100. First helical zinc(II) complex with a salen ligand 査読有り

    S Mizukami, H Houjou, Y Nagawa, M Kanesato

    CHEMICAL COMMUNICATIONS 9 (10) 1148-1149 2003年

    DOI: 10.1039/b301099f  

    ISSN:1359-7345

  101. A fluorescent anion sensor that works in neutral aqueous solution for bioanalytical application 査読有り

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

    JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY 124 (15) 3920-3925 2002年4月

    DOI: 10.1021/ja0175643  

    ISSN:0002-7863

  102. Development of a time-resolved fluorometric detection system using diffusion-enhanced energy transfer 査読有り

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

    ANALYTICAL CHEMISTRY 72 (20) 4904-4907 2000年10月

    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 査読有り

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

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

    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 査読有り

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

    FEBS LETTERS 453 (3) 356-360 1999年6月

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

    ISSN:0014-5793

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MISC 19

  1. センシング技術の開発とともに 生きた細胞の機能に迫る

    水上進

    多元研最前線 8 29-35 2020年1月

  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年2月

    出版者・発行元: (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年5月10日

    ISSN: 1882-6490

  4. 機能性分子を用いた細胞機能の光制御技術の開発 (平成29年度研究奨励金受領報告) -- (研究奨励金)

    水上 進

    東京生化学研究会助成研究報告集 33 251-255 2018年

    出版者・発行元: 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年

    出版者・発行元: 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年4月27日

    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年

  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年

  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年

    出版者・発行元: 旭硝子財団

    ISSN: 1882-0069

  10. pH定量を可能とするコアーシェルナノ粒子型レシオMRIセンサー

    水上 進, 岡田 智, 菊地 和也

    大阪大学超高圧電子顕微鏡センター年報 (42) 29-31 2013年

    出版者・発行元: 大阪大学超高圧電子顕微鏡センター

  11. MRI計測用緩和時間変化型化学プローブの開発

    菊地 和也, 水上 進

    日本磁気共鳴医学会雑誌 31 (2) 85-90 2011年5月

    出版者・発行元: (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年

    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年

  14. 光照射による分子集合体の構造変換及びその機能化に関する研究

    水上 進

    コスメトロジー研究報告 17 2-6 2009年

    出版者・発行元: コスメトロジー研究振興財団

  15. 分子内常磁性効果を利用した酵素活性検出用^<19>F MRIプローブの開発

    水上 進, 滝川 利佳, 菊地 和也

    希土類 = Rare earths (52) 74-75 2008年5月22日

    ISSN: 0910-2205

  16. Measurement of cytosolic free Ca2+ in individual small cells using fluorescence microscopy with dual excitation wavelengths 査読有り

    Mizukami S

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

  17. 三脚型配位子を有する希土類錯体の構造および金属イオンサイズとその螺旋性との相関に関する検討

    水上 進, 北條 博彦, 金里 雅敏

    希土類 = Rare earths 42 190-191 2003年5月20日

    ISSN: 0910-2205

  18. 新規希土類金属錯体の構造・物性およびその機能探索

    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年

    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年10月2日

    出版者・発行元: 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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書籍等出版物 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年2月

  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年4月

  3. Subcellular Compartment-targeting Fluorescent Zn2+ Probes

    Toshiyuki Kowada, Shin Mizukami

    Royal Society of Chemistry 2023年4月

    ISBN: 9781839167324

  4. Live Cell Imaging

    Springer 2021年6月

  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年3月

    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年12月

  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年

  8. Encyclopedia of Metalloproteins

    Kalyan K. Sadhu, Shin Mizukami, Kazuya Kikuchi

    Springer 2013年

  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年

  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年

  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年

  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年

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講演・口頭発表等 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年12月10日

  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 招待有り

    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年11月28日

  3. 光応答性分子を用いた生体分子機能の制御 招待有り

    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年11月14日

  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年9月13日

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

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

    クロススケール新生物学 第4回領域会議 2024年5月30日

  6. Imaging and optical control based on protein labeling technology 招待有り

    Shin Mizukami

    Probing Cells: Cutting-edge Advances in Chemical Tools and Imaging—ISBC2024 Satellite Symposium 2024年5月9日

  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 招待有り

    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年5月9日

  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年12月7日

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

    水上進

    第96回日本生化学会大会 2023年11月1日

  10. 逆電子要請型 Diels–Alder 反応の反応制御を 指向した大環状テトラジンの構造最適化

    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年10月17日

  11. フォトクロミック蛋白質二量化剤を用いた細胞内蛋白質局在の光制御法の開発

    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年10月18日

  12. フォトクロミック化合物を用いたタグ融合蛋白質の光分解技術の開発

    松尾章弘, 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年10月18日

  13. フォトクロミック化合物を用いたタグ融合蛋白質の光分解技術の開発

    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年9月8日

  14. 逆電子需要型 Diels–Alder 反応の反応性制御を指向した環状テトラ ジンの新たな分子デザイン

    髙嶋 一平, 牧 亮太, イラ, ノヴィアンティ, 水上 進

    第17回バイオ関連化学シンポジウム 2023年9月9日

  15. Visualization and Regulation of Intracellular Events Using Chemical Probes

    Shin Mizukami

    The 3rd Meeting of Cross-Scale Biology, Transformative Research Area (A) 2023年9月8日

  16. 電顕観察を指向したタンパク質会合技術による特異なタグ構造の構築

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

    学術変⾰領域(A)クロススケール新⽣物学 第三回領域会議 2023年9月7日

  17. 腫瘍イメージングのためのスルファターゼ 2活性検出蛍光プローブの開発

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

    学術変革領域(A)クロススケール新生物学 第三回領域会議 2023年9月7日

  18. リアルタイム1分子超解像イメージングのための高速ブリンキング蛍光色素の開発

    Bochao Li, Toshiyuki Kowada, Takahiro Fujiwara, Shin Mizukami

    学術変革領域(A)クロススケール新生物学 第三回領域会議 2023年9月7日

  19. 腫瘍イメージングのためのスルファターゼ 2活性検出蛍光プローブの開発

    丁 藝, 小和田 俊行, 佐々木 紀彦, 松井 敏高, 水上 進

    Tohoku University GP-Chem Summer School 2023 2023年8月8日

  20. リアルタイム1分子超解像イメージングのための高速ブリンキング蛍光色素の開発

    Bochao Li, Toshiyuki Kowada, Takahiro Fujiwara, Shin Mizukami

    Tohoku University GP-Chem Summer School 2023 2023年8月8日

  21. 逆電子要請型 Diels–Alder 反応の反応制御を 指向した大環状テトラジンの構造最適化

    牧亮太, 高嶋一平, Ira Novianti, 水上進

    Tohoku University GP-Chem Summer School 2023 2023年8月8日

  22. フォトクロミック蛋白質二量化剤を用いた生細胞内蛋白質局在の光制御

    佐藤 歳三, 小和田 俊行, 濱口 聡志, 松井 敏高, 水上 進

    日本化学会 第103春季年会 (2023) 2023年3月23日

  23. タグ融合蛋白質の細胞内分解を光制御する機能性化合物の開発

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

    日本化学会 第103春季年会 2023年3月22日

  24. Activatable Click Reactions with Macrocyclic Tetrazines

    Ira Novianti, Toshiyuki Kowada, Shin Mizukami

    第22回東北大学多元物質科学研究所研究発表会 2022年12月8日

  25. Visualization and control of live cell functions by integrating organic chemistry and light 招待有り

    水上 進

    東京大学理学系研究科化学専攻雑誌会セミナー 2022年12月8日

  26. Time-Lapse Ratiometric Imaging of Mitochondrial pH during Mitophagy Using a Localizable Fluorescent Probe 国際会議

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

    10th Asian Biological Inorganic Chemistry Conference (AsBIC10) 2022年11月29日

  27. Quantitative Mapping of Subcellular Labile Zn2+ Concentrations Using Localizable Small-Molecule Fluorescent Probes 国際会議

    Rong Liu, Toshiyuki Kowada, Toshitaka Matsui, Shin Mizukami

    10th Asian Biological Inorganic Chemistry Conference (AsBIC10) 2022年11月30日

  28. 光可逆的蛋白質ラベル化システムによる 細胞内蛋白質動態と細胞機能の光制御 招待有り

    水上進

    第60回日本生物物理学会年会 シンポジウム「細胞内メゾ複雑体の構造と機能」 2022年9月28日

  29. 光可逆的かつ定量的なタンパク質ラベル化を可能とするフォトクロミックリガンドの開発

    浜口聡志, 小和田俊行, 間下貴斗, Himadri S. SARKAR, 松井敏高, 水上 進

    第16回バイオ関連化学シンポジウム 2022年9月12日

  30. 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 第2回領域会議 2022年7月29日

  31. 光可逆的蛋白質ラベル化法に基づく細胞内蛋白質局在の光制御

    小和田俊行, 間下貴斗, 山本 林, 松井敏高, 水上進

    クロススケール新生物学 第2回領域会議 2022年7月28日

  32. 光可逆的蛋白質ラベル化法に基づく細胞内蛋白質局在の光制御(口頭O-09)

    小和田俊行, 間下貴斗, 山本 林, 松井敏高, 水上進

    第16回日本分子イメージング学会学術集会 2022年5月27日

  33. 光可逆的蛋白質ラベル化法に基づく細胞内蛋白質局在の光制御(ポスターP-46)

    小和田俊行, 間下貴斗, 山本 林, 松井敏高, 水上進

    第16回日本分子イメージング学会学術集会 2022年5月27日

  34. 光可逆的タンパク質ラベリング技術の開発

    濵口聡志, 間下貴斗, 小和田敏行, 松井敏高, 水上進

    第33回万有仙台シンポジウム三地区交流ミニセミナー 2022年5月20日

  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年3月24日

  36. 光可逆的タンパク質ラベル化技術を利用したタンパク質局在の光制御

    間下 貴斗, 小和田 俊行, 松井 敏高, 水上 進

    日本化学会 第102春季年会 2022年3月24日

  37. Controlling IEDDA Reaction with Macrocyclic Tetrazine

    Ira Novianti, Toshiyuki Kowada, Shin Mizukami

    日本化学会第102春季年会 2022年3月23日

  38. 生体分子機能の定量的光制御を可能とする生体解析基盤技術の開発

    水上 進

    中谷医工計測技術振興財団 令和元年度特別研究助成成果報告 2022年2月26日

  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年12月14日

  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年12月13日

  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年12月13日

  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年12月9日

  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年12月9日

  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年11月11日

  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年9月8日

  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年6月16日

  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年5月26日

  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年5月26日

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

    Yuyin Du, Rong Liu, 小和田 俊行, 松井 敏高, 門倉 広, 稲葉 謙次, 水上 進

    第32回万有仙台シンポジウム 2021年5月15日

  50. 細胞機能を探索するための 光応答性プローブの開発 招待有り

    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年3月29日

  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年3月23日

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

    劉熔, 小和田 俊行, 松井 敏高, 水上 進

    日本化学会 第101春季年会 2021年3月19日

  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年2月24日

  54. 蛋白質ラベル化に基づく 細胞内分子の計測と制御 招待有り

    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年1月23日

  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年12月3日

  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

    第20回東北大学多元物質科学研究所研究発表会 2020年12月3日

  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年11月24日

  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年10月17日

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

    劉 熔, 小和田 俊行, 松井 敏高, 水上 進

    第14回バイオ関連化学シンポジウム 2020年9月8日

  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年9月8日

  61. 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

    日本化学会第100春季年会 2020年3月22日

  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年3月22日

  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

    東北大学理学・生命科学研究科合同シンポジウム2020 2020年2月14日

  64. Development of photochromic ligands that enable photoreversible protein labeling 国際会議

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

    Chemical Biology and Physiology Conference 2019 2019年12月14日

  65. Development of fluorescent probes for visualization and quantitative analysis of free zinc ion in intracellular organelles 国際会議

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

    Chemical Biology and Physiology Conference 2019 2019年12月14日

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

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

    第19回東北大学多元物質科学研究所研究発表会 2019年12月12日

  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年12月12日

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

    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, Sitia Roberto, 水上 進, 稲葉 謙次

    第42回日本分子生物学会年会 2019年12月4日

  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年11月29日

  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年11月10日

  71. Development of chemical probes for investigating biomolecular dynamics in living cells 国際会議

    Shin Mizukami

    10th RSC-CSJ Joint Symposium 2019年9月7日

  72. 硫化水素に誘起される新規ヘム代謝反応

    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年9月5日

  73. 光可逆的蛋白質ラベル化を可能とする生体直交性リガンドの開発

    間下 貴斗, 小和田 俊行, 高橋 泰人, 松井 敏高, 水上 進

    第13回バイオ関連化学シンポジウム 2019年9月5日

  74. 光活性化型タンパク質ラベル化技術を用いた生体分子の局在制御

    鈴木 理志, 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13回バイオ関連化学シンポジウム 2019年9月5日

  75. 細胞内小器官における亜鉛イオン濃度解析のための蛍光プローブの開発

    小和田 俊行, 劉 熔, 渡邊 朝美, 松井 敏高, 水上 進

    第13回バイオ関連化学シンポジウム 2019年9月4日

  76. Development of photoswitchable compounds that selectively bind to Escherichia coli dihydrofolate reductase 国際会議

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

    Tohoku University's Chemistry Summer School 2019 2019年8月27日

  77. Development of Fluorescent Probes for Visualization and Quantification of Zn2+ in Organelles 国際会議

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

    Tohoku University's Chemistry Summer School 2019 2019年8月27日

  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

    間下 貴斗, 小和田 俊行, 高橋 泰人, 松井 敏高, 水上 進

    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年7月16日

  79. 亜鉛が制御する初期分泌経路のタンパク質品質管理機構

    天貝 佑太, 山田 桃, 渡邊 朝美, 小和田 俊行, 渡部 聡, 水上 進, 稲葉 謙次

    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年6月24日

  80. Quantitative analysis of free zinc ion concentration in living cells using novel targetable fluorescent probe 国際会議

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

    15th International Symposium on Applied Bioinorganic Chemistry 2019年6月4日

  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 招待有り

    水上 進

    32回XFEL構造生物学ミーティング 2019年5月22日

  82. タンパク質への結合を可逆的に光制御可能なメトトレキセート誘導体の開発

    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99春季年会 2019年3月18日

  83. 蛋白質ラベル化技術を利用した蛋白質二量体化の光制御

    小和田 俊行, 荒 井 啓介, 吉村 彰真, 松井 敏高, 菊地 和也, 水上 進

    日本化学会第99春季年会 2019年3月18日

  84. 生体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

    日本化学会第99春季年会 2019年3月16日

  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年3月1日

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

    Priya Ranjan Sahoo, Shin Mizukami

    2019年3月1日

  87. Development of fluorescent probe for visualization and quantitative analysis of zinc ion in intracellular organelles 国際会議

    Toshiyuki Kowada, Tomomi Watanabe, Toshitaka Matsui, Shin Mizukami

    The 2nd Symposium for World Leading Research Centers 2019年2月17日

  88. Development of light-switchable protein-protein interaction system for protein degradation 国際会議

    Toshiyuki Kowada, Toshitaka Matsui, Shin Mizukami

    The 1st International Symposium on Chemical Communication (ISCC2019) 2019年1月10日

  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年12月13日

  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年9月10日

  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年9月9日

  92. Development of fluorescent probe for visualizing intracellular Mg2+ dynamics 国際会議

    Keisuke Wakabayashi, Toshiyuki Kowada, Shin Mizukami

    Tohoku University's Chemistry Summer School 2018 2018年8月27日

  93. Development of self-assembling peptide for controlling aggregation state by light 国際会議

    Yuri Hashimoto, Toshiyuki Kowada, Shin Mizukami

    Tohoku University's Chemistry Summer School 2018 2018年8月27日

  94. Photo-switchable Dihydrofolate Reductase (DHFR) Inhibitor 国際会議

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

    Tohoku University's Chemistry Summer School 2018 2018年8月27日

  95. Development of fluorescent probes for visualization of zinc ion in intracellular organelles 国際会議

    Tomomi Watanabe, Toshiyuki Kowada, Toshitaka Matsui, Shin Mizukami

    Tohoku University's Chemistry Summer School 2018 2018年8月27日

  96. Development of fluorescent probes for real-time and quantitative measurement of local pH changes in cell 国際会議

    Risa Ito, Toshiyuki Kowada, Shin Mizukami

    Tohoku University's Chemistry Summer School 2018 2018年8月27日

  97. Development of Photoactivatable protein labeling system 国際会議

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

    Tohoku University's Chemistry Summer School 2018 2018年8月27日

  98. Live-cell fluorescence imaging of zinc ions using localizable small-molecule probe 国際会議

    Toshiyuki Kowada, Tomomi Watanabe, Toshitaka Matsui, Shin Mizukami

    5th CWRU-Tohoku Joint Workshop 2018年8月2日

  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年6月29日

  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年6月9日

  101. Development of Photofunctional Tools Based on Chemistry and Biology 国際会議 招待有り

    Shin Mizukami

    The 2nd International Symposium on Chemical Communication 2018年5月29日

  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 招待有り

    水上 進

    日本化学会第98春季年会特別企画 2018年3月24日

  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年3月22日

  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 招待有り

    水上 進

    日本化学会第98春季年会 2018年3月22日

  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年3月20日

  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年3月20日

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産業財産権 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

    産業財産権の種類: 特許権

共同研究・競争的資金等の研究課題 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

    2025年4月1日 ~ 2029年3月31日

  2. 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, 藤原 敬宏

    提供機関:Japan Society for the Promotion of Science

    制度名:Grants-in-Aid for Scientific Research

    研究種目:Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (A)

    研究機関:Tohoku University

    2021年9月10日 ~ 2026年3月31日

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    課題①の細胞内局所環境を可視化するプローブ技術の開発については、前年度までに開発した局在型pH蛍光プローブを用いて、マイトファジーの可視化に取り組んだ。HaloTag蛋白質をミトコンドリアのマトリクスに発現させて、pH蛍光プローブをミトコンドリア内に局在化させた後、薬剤によりマイトファジーを誘導した。レシオ蛍光イメージングにより、マイトファジーによるミトコンドリア内pHの酸性化の可視化に成功した。 課題②のマルチ計測・制御プラットフォーム技術の開発については、標的の細胞内標的蛋白質に対して蛋白質ラベル化技術と細胞内クリックケミストリーを利用して二種類の機能性分子(蛍光色素と電子顕微鏡で観察可能な構造体)を修飾するための分子モジュールを合成した。また、低分子が結合する蛋白質モジュールのプラスミド設計および蛋白質の精製を行った。低分子モジュールの構築が完了し次第、低分子-蛋白質複合体を形成し、電子顕微鏡で観察する予定である。 課題③の高速1分子超解像イメージング技術の開発については、ブリンキングプローブの誘導体化を行った。新たに開発したブリンキングプローブの酸解離定数(pKcycl)、1分子ブリンキング特性を評価し、化合物構造との相関を調べた。さらに、生細胞標識方法の最適化とアクチン細胞骨格の高速1分子超解像イメージングへの応用を進めた。福間班との共同研究では、In-cell AFMと全反射蛍光顕微鏡の複合機を立ち上げ、接着斑の形成動態研究のための技術開発を進めた。

  3. 機能性炭素ドットを用いた生細胞内脂肪滴サブグループの可視化解析と生理機能解明

    水上 進, LIU MENG-XIAN

    提供機関:Japan Society for the Promotion of Science

    制度名:Grants-in-Aid for Scientific Research

    研究種目:Grant-in-Aid for JSPS Fellows

    研究機関:Tohoku University

    2023年4月25日 ~ 2025年3月31日

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    本研究では、様々な種類の細胞内脂肪滴が細胞内のどのようなオルガネラと相互作用するかを調べることを目的とする。その為に、各オルガネラやタグ蛋白質に標的化可能な機能性炭素ドット(Carbon Dot: CD)を開発すえる。これらの機能化CDを長時間の生細胞蛍光イメージングに適用し、異なるクラスの脂肪滴が細胞内でどのように分布し、オルガネラとどのように相互作用するかを調べる。この可視化技術をもとに、脂肪滴サブグループの各々の生理機能を解明し、脂肪滴関連疾患の治療法開発に道筋を拓くことを長期的な目標にする。 まず、オルガネラ標的化多色CDの作製を行った。CDは炭素源から官能基を受け継ぐことができるため、アミノ基やカルボキシ基を有する化学試薬を炭素源として選択し、これらの基を有するCDを合成した。実際に適切な試薬を選択することによって、様々な蛍光色を持つCDを自在に合成できることを確認した。標的オルガネラの一つであるミトコンドリアは負の膜電位を有し、脂質膜でおおわれていることから、疎水性かつカチオン性となるような性質を持つCDを合成することで、ミトコンドリアに局在する赤色蛍光CDの合成に成功した。 また、様々な標的蛋白質を修飾するために、タグ蛋白質としてHaloTagを選択する。令和5年度はCDの表面に修飾するためのアミノ基を有するHaloTagリガンドの合成を完了した。

  4. 条件付きIEDDA反応を用いた細胞機能解析技術の開発

    水上 進

    提供機関:Japan Society for the Promotion of Science

    制度名:Grants-in-Aid for Scientific Research

    研究種目:Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)

    研究機関:Tohoku University

    2022年6月30日 ~ 2025年3月31日

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    逆電子需要型Diels-Alder(IEDDA)反応は、無触媒かつ圧倒的な速さで進行することから、様々な分野での応用が期待されているクリック反応の一つである。我々はこれまでに、大環状構造を持つtetrazineを外部刺激で開環させることでIEDDA反応の進行を制御するシステムを開発している。このシステムを応用して、細胞内蛋白質濃度の光制御を行うことを目的として、光応答性IEDDA反応の開発および細胞内蛋白質濃度の光制御技術開発を目指している。令和5年度は、以下の(i)および(ii)の研究を行った。 (i) 光応答性IEDDA反応の開発:光応答性保護基o-nitrobenzyl基をリンカー中に組み込んだ3種類の化合物PTz1、PTz2、PTz3を開発した。ニトロベンジル基が大環状構造に含まれるPTz1はその剛直な構造のためか光切断は起こらなかったが、大環状構造の隣接部位にニトロベンジル基を有するPTz2,PTz3においては、光照射により速やかに開環し、trans-シクロオクテン(TCO)存在下でIEDDA反応が速やかに進行した。 (ii) 細胞内蛋白質濃度の光制御技術の開発:前年度までに開発したPROTAC化合物中のジヒドロ葉酸還元酵素(eDHFR)リガンドを光応答性リガンドへと置き換えた化合物(photoPROTAC)を新たに合成した。合成したphotoPROTACは、365 nm光照射におけるZ体比率が78%、560 nm光照射によるE体比率が98%であった。eDHFR-EGFPを安定発現するHEK293細胞に終濃度1μMのphotoPROTACを添加した後、紫色光を照射したところ、緑色光照射時は暗所下と同様に標的蛋白質の分解はほとんど進行しなかったが、eDHFR-EGFP量が53%まで減少することがウェスタンブロットから示された。

  5. 生命科学研究のための量子ビーム技術を用いた新しい生体機能制御技術

    菊池 洋平, 水上 進, 金井 泰和, 松山 成男, 藤代 史

    提供機関:Japan Society for the Promotion of Science

    制度名:Grants-in-Aid for Scientific Research

    研究種目:Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)

    研究機関:Tohoku University

    2020年7月30日 ~ 2023年3月31日

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    本研究課題の目的は生体深部における生体機能を時空間的に自在に操作する技術概念を確立するものである。このための重要な技術要素が量子ビームで内包化学物質の放出制御を可能とするナノ粒子であり、これまでの研究においては、この作製手法についての検討を行い、目的の化合物の形成を達成したことを示唆する結果が得られている。今年度の研究においては当該ナノ粒子の薬剤放出特性を最適化するため、各作製過程における詳細な調査を行った。当該のナノ粒子の構造は蛍光粒子(YPO4:Gd)のコアをメソポーラスシリカの外殻で被覆したコア-シェル型をしており、外殻のメソ孔には光操作可能なナノバルブ(アゾベンゼン)・キャップ(βCD)で蓋が設けられている。このナノバルブがコアの量子ビームよる紫外光放射で開放され、内包された薬剤が放出される。 調査項目は、1) ナノ粒子のコアーシェルおよびメソポーラス構造、2)シリカ表面へのアゾベンゼンの修飾、3)βCDによるキャッピング、4)エックス線照射によるアゾベンゼンの異性化、5)アゾベンゼンの異性化が起こる光照射下での薬剤放出、であり、熱分析・光学分析・微細構造観察などの観点から各項目についての調査を行った。また、調査結果を受けての作製プロセスの最適化について検討した。今後は、これらの結果をもとに薬剤放出性を向上させたナノ粒子の作製を行う。また、現在行っている実験設計を基づく生体を用いた制御実験を行い、実用性についての評価を行う予定である。

  6. 特定の細胞内キナーゼ活性を定量的に制御する光技術の開発

    水上 進

    提供機関:Japan Society for the Promotion of Science

    制度名:Grants-in-Aid for Scientific Research

    研究種目:Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)

    研究機関:Tohoku University

    2019年6月28日 ~ 2022年3月31日

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    生きた細胞内の特定の酵素活性を光刺激によって特定の場所・時間において変調させ、その細胞応答を観察できれば、標的酵素の未知の生理機能の解明に繋がると期待される。本研究では、独自に開発した光可逆的蛋白質ラベル化技術を利用して、特定の細胞内酵素活性を光制御する技術の開発に取り組んだ。最初の標的分子として、上皮成長因子受容体(EGFR)を選択したが、設計した光応答性分子の合成が難航したため、標的キナーゼをPINK-1に変更した。光応答性プローブの開発により、PINK-1の細胞内局在の光制御システムの開発に成功し、PINK-1の主要な生理機能の一つであるマイトファジーを自在に光制御することに成功した。

  7. 光可逆的蛋白質ラベル化技術に基づく蛋白質分解の時空間制御

    水上 進

    提供機関:Japan Society for the Promotion of Science

    制度名:Grants-in-Aid for Scientific Research

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

    研究機関:Tohoku University

    2019年4月1日 ~ 2021年3月31日

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    ユビキチン-プロテアソームシステム(UPS)を利用して細胞内蛋白質を選択的に分解するPROTACs やSNIPERs などのシステムは、標的タンパク質に結合するリガンドとE3リガーゼに結合するリガンドを連結した二官能性分解誘導剤を用いて、標的蛋白質のポリユビキチン化ならびに分解を誘導する。近年、これらのシステムの創薬応用も始まっているが、最適な分解誘導剤濃度は細胞種やトランスポーター発現量など様々な要因で変動する為、分解の精密制御は必ずしも容易ではなく、細胞内局所での標的蛋白質分解や、細胞ごとに異なるタイミングでの分解制御等の高次応用は達成されていない。そこで、本研究ではUPS を利用した蛋白質分解を可逆的に光制御する技術を開発することを目的に研究を行った。本年度は細胞内で標的とするeDHFRの分解を引き起こすPROTACの作製を行った。ユビキチンE3リガーゼの一つCRBNの基質であるレナリドミドとeDHFRの基質トリメトプリム(TMP)を適当な長さのリンカーでつないだ二官能性リガンド(PROTAC)を合成し、eDHFRの安定発現細胞株の培養液に添加し、ウェスタンブロットによりeDHFRの分解を調べた。その結果、リンカー長に依存して分解活性が変化するものの、十分な分解活性を示すPROTACが得られた。別途開発中のeDHFRのフォトスイッチリガンドとレナリドミドを連結した光応答性PROTACについては現在合成中である。その他、非可逆的に光で活性化する蛋白質ラベル化技術を開発し、細胞内で標的蛋白質を光連結する細胞内局所に局在化させる技術を開発し、論文発表並びにプレス発表を行った。

  8. 光可逆的タンパク質ラベル化技術の開発と生物学応用

    水上 進, SARKAR HIMADRI

    提供機関:Japan Society for the Promotion of Science

    制度名:Grants-in-Aid for Scientific Research

    研究種目:Grant-in-Aid for JSPS Fellows

    研究機関:Tohoku University

    2018年11月9日 ~ 2021年3月31日

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    メトトレキセート(MTX)はジヒドロ葉酸還元酵素(DHFR)の競合阻害剤として知られており、抗がん剤やタンパク質ラベル化リガンドとして利用されている。本研究では、有機合成化学を利用したケミカルバイオロジー的なアプローチによる生体機能の可逆的な光制御を達成するための基盤技術開発を最終目的に、フォトスイッチリガンドの着脱を異なる波長の光照射によって制御可能なタンパク質ラベル化技術の開発を行っている。前年度までに、MTXの構造中のいくつかの原子を置換したフォトスイッチ型MTX誘導体(azoMTX)を開発し、その機能評価を行ってきた。さらに、より優れた光応答性リガンド―タグ蛋白質ペアを見出すために、MTX-eDHFRの結晶構造に基づいて、リガンド認識に重要な幾つかのアミノ酸をピックアップしたeDHFR変異体を作製した。また、ヒトDHFRに結合しないようなazoMTX類縁体の合成も行った。また、競合蛍光偏光測定を用いた結合親和性アッセイの手法も確立していた。本年度は引き続きeDHFR変異体を作成し、蛍光偏光アッセイを用いて変異体eDHFRとazoMTX誘導体の光照射依存的な解離定数変化について詳細に調べた。合計16種類の変異型eDHFRを作製、精製し、アッセイを行ったところ、そのうちの一つの変異体において、E体azoMTXに比べて光照射後のZ体azoMTXの方が16倍強く結合する変異体を見出した。

  9. 局在型プローブを用いたオルガネラ内のイオンダイナミクスの解明

    水上 進

    提供機関:Japan Society for the Promotion of Science

    制度名:Grants-in-Aid for Scientific Research

    研究種目:Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

    研究機関:Tohoku University

    2018年4月1日 ~ 2021年3月31日

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    オルガネラにおけるMg2+とZn2+の動態の定量的なイメージング技術を開発した。細胞内Ca2+濃度変化の影響を受けない高選択性Mg2+プローブを蛋白質ラベル化技術と統合させることで、オルガネラ内のMg2+を選択的に可視化する技術を開発し、核内の遊離Mg2+濃度は細胞分裂時に変動することを明らかにした。また局在可能な亜鉛定量プローブを開発し、ゴルジ体のZn2+はおよそ数十nMのレベルであることなどを明らかにした。さらに、解離定数の異なる新たなプローブを開発し、細胞質、核、ゴルジ体、小胞体、ミトコンドリアにおける遊離Zn2+の定量的なイメージングに成功した。

  10. 光安定性超分子型 蛍光色素の開発と生体イメージングへの応用

    水上 進

    提供機関:Japan Society for the Promotion of Science

    制度名:Grants-in-Aid for Scientific Research

    研究種目:Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research

    研究機関:Tohoku University

    2016年4月 ~ 2018年3月

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    近年、一分子イメージングや超解像イメージングなどの高輝度レーザーを用いる技術が注目を集めているが、解決すべき最大の問題点の一つが、観察時の蛍光色素の光退色である。本研究課題では、蛍光色素の光退色を抑制する新技術の開発に取り組んだ。初年度は、蛍光色素をホスト分子に包摂させることで、光退色が抑制されるか検討した結果、ある種の色素とホストの組み合わせでは劇的に光退色抑制効果が見られた。次年度は、希土類イオンを用いて光退色が抑制できることを見出し、そのメカニズムについて考察した。

  11. 機能性分子-蛋白質のハイブリッド設計に基づく細胞機能の可視化と光制御

    水上 進

    提供機関:Japan Society for the Promotion of Science

    制度名:Grants-in-Aid for Scientific Research

    研究種目:Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

    研究機関:Tohoku University

    2015年4月 ~ 2018年3月

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    HaloTagにラベル化可能なクロロアルキル基を持つ蛍光プローブMGHを開発した。HaloTagにラベルしたMGHは投与24時間後においても十分に細胞内に留まっていた。続いて、アポトーシス細胞のMg2+イメージングの結果、細胞縮小の後、遊離Mg2+濃度が増大した。この細胞内遊離Mg2+濃度上昇がMg-ATPから放出されたことを示した。また、高選択的Mg2+蛍光プローブMGQ-1およびMGQ-2を開発した。MGQ-2のMg2+、Ca2+に対するKdはpH 7.4の緩衝液中でそれぞれ0.27 mM、1.5 mMであり、Mg-ATPの生理的濃度範囲では配位しないことが確認された。

  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

    2015年4月1日 ~ 2017年3月31日

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    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. 高機能性ナノ粒子設計に基づく高感度in vivoイメージング技術の開発

    水上 進

    提供機関:Japan Society for the Promotion of Science

    制度名:Grants-in-Aid for Scientific Research

    研究種目:Grant-in-Aid for Young Scientists (A)

    研究機関:Osaka University

    2012年4月1日 ~ 2016年3月31日

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    生体内深部の生体機能を可視化するために、19F MRIに着目し、そのプローブ開発を行った。まず最初に19F MRIの検出感度を増大させるために液体パーフルオロカーボン(PFC)を内包させたシリカナノ粒子を開発した。このナノ粒子は生きたマウス体内から高感度で19F MRI検出することができた。続いて、このナノ粒子のMRIシグナルを制御するための原理を開発した。ナノ粒子表面上に多数のGd3+錯体を修飾することにより、粒子内部のPFCの19F MRIシグナルを減弱できることを見出し、リンカーを酵素基質とすることで酵素活性検出にも成功した。この粒子を用いて生きたマウス体内の酵素反応を可視化した。

  14. 機能性抗菌ペプチドに基づく多様な酵素活性の検出とセラノスティクスへの応用

    水上 進

    提供機関:Japan Society for the Promotion of Science

    制度名:Grants-in-Aid for Scientific Research

    研究種目:Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research

    研究機関:Osaka University

    2012年4月1日 ~ 2015年3月31日

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    申請者らはこれまでに、13アミノ酸と非常に短い抗菌ペプチドtemporin L(TL)を光刺激応答性保護基で修飾したTL誘導体を開発し、この機能性ペプチドを細菌膜組成リポソームと組み合わせた「光刺激応答性薬物放出システム」を開発してきた。本課題では、TLに酵素基質部位を修飾した機能性ペプチドを新たに開発し、酵素活性に応答して蛍光色素をリポソームから放出するシステムを開発した。標的酵素としてcaspase-3およびphosphataseを選択し、それぞれの基質をTL構造に融合させることで、酵素活性に応答して内包物を放出するシステムを開発し、酵素活性の蛍光検出システムへと応用した。

  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

    2012年4月 ~ 2014年3月

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    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. 機能性分子設計に基づく技術融合型分子イメーイング法の開発

    水上 進

    提供機関:Japan Society for the Promotion of Science

    制度名:Grants-in-Aid for Scientific Research

    研究種目:Grant-in-Aid for Young Scientists (A)

    研究機関:Osaka University

    2009年 ~ 2011年

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    化学原理に基づいた機能性プローブ開発、遺伝子工学による蛋白質改変、最新の機器測定技術を融合させることにより、次世代分子イメージング技術に有用な要素技術の開発を行った。具体的には、(1)生細胞内の遺伝子発現の^19F MRI検出技術、(2)蛋白質の機能性分子ラベル化技術、(3)蛋白質の時間分解イメージング技術、の開発を行った。

  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

    2009年 ~ 2009年

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    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

    2008年 ~ 2009年

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    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. タンパク質のリン酸化・脱リン酸化を検出する蛍光プローブの開発とその応用研究

    水上 進

    提供機関:Japan Society for the Promotion of Science

    制度名:Grants-in-Aid for Scientific Research

    研究種目:Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

    研究機関:Osaka University

    2007年 ~ 2008年

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    分子内水素結合による水酸基のpK_aシフトを利用して、脂肪族リン酸モノエステルの脱リン酸化を検出する新規スイッチ機構を考案し、その原理によるレシオ蛍光プローブを複数合成した。これらの化合物を含む100 mM HEPES buffer (pH 7.4) に、acid phosphatase (ACP)を加え励起スペクトルを測定したところ、励起スペクトル変化が観測された。種々のホスファターゼに対する選択性を調べた結果、全てのプローブが酸性ホスファターゼに対して高い選択性を持つことを明らかにした。

  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

    2007年 ~ 2008年

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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

    2007年 ~ 2008年

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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

    2007年 ~ 2007年

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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

    2006年 ~ 2007年

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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

    2006年 ~ 2007年

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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

    2006年 ~ 2007年

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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. 生きたままの機能解析を可能とする設計センサー分子

    菊地 和也, 水上 進

    提供機関:Japan Society for the Promotion of Science

    制度名:Grants-in-Aid for Scientific Research

    研究種目:Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

    研究機関:Osaka University

    2006年 ~ 2007年

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    生体内でのシグナル伝達は、リン酸化酵素や脱リン酸化酵素の酵素活性により制御されており、酵素活性の検出はシグナル伝達機構の解明に必要不可欠であるといえる。酵素活性を検出する方法論のうち、蛍光プローブを用いたレシオ測定法は、二つの波長の蛍光強度比の変化として酵素活性を捉えることから、生きたままの細胞で誤差の少ない高精度な測定が可能である。本研究では、脱リン酸化酵素の活性を検出することのできるレシオ型蛍光プローブの創製を行った。 プローブの設計方針は、(1)特定の脱リン酸化酵素と特異的に反応し蛍光レシオが変化するスイッチ機構を組み込むことと,(2)様々な脱リン酸化酵素とそれぞれ特異的に反応するように、酵素に応じてプローブの反応部位を容易に変えることができる基本骨格を持つものを用いることとした。まず、蛍光色素を7-hydroxycoumarinとし、反応部位を7位の水酸基近傍に脂肪族リン酸モノエステルとして組み込んだ。7-hydroxycoumarinは水酸基のプロトン化の状態によって、励起スペクトルが変化することが知られており、予備実験によりプロトン化の状態は、近傍のアニオン性残基により変化させることができることが分かっている。従って、プローブのスイッチ機構の原理は、7位の水酸基のpK_aが酵素反応による脱リン酸化に伴い変化し、励起スペクトルが変化することに基づいている。また、脂肪族リンカーを用いることで酵素の種類に応じてリンカー部位の構造を変化させることも可能である。本プローブと種々の脱リン酸化酵素と反応させたところ、Acid Phosphataseのみ特異的に反応し励起スペクトル変化が観測され、レシオ測定が可能であることが示された。本結果は、脱リン酸化酵素の活性を検出するプローブの新しい設計法を提供するものであり、シグナル伝達機構の解明に大きく貢献すると考えられる。

  27. 生体シグナル可視化センシング

    菊地 和也, 水上 進

    2006年 ~ 2006年

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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

    2000年 ~ 2001年

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