福原研究室│東京工業大学理学院化学系

研究内容

糖鎖のシグナル増幅分析

　現代分析化学の大きな挑戦課題の一つである水溶液中での糖センシングにおいて、多糖のカードラン（Cur）にシグナル出力リポーターを導入した修飾Curセンサー（a左）がII型糖尿病治療薬であるアカルボース（a右）を定量的にセンシングできることを見出しています。特筆すべきは、アロステリックシグナル増幅センシングが可能であり、協同性の指標であるHill係数は驚異的な10（ヘモグロビンでは3程度）を示し、100 μMという高感度な検出限界を達成しています。この新手法からさらに一歩進んで、（b）に示したようにセンサーとして天然Cur、この構造変化を鋭敏に読み取るシグナル出力増幅リポーターとしてPyPTを用いるin situ複合センサーの構築にも成功しています。これは、既存の糖センサーの数万倍の感度を示しアロステリズムによるμMでの検出が可能です。






参考文献

1) Fukuhara, G.*; Inoue, Y.*: Oligosaccharide Sensing with Chromophore-Modified Curdlan in Aqueous Media, Chem. Commun. 2010, 46, 9128-9130. [Hot Article]
2) Fukuhara, G.*; Inoue, Y.*: Highly Selective Oligosaccharide Sensing by a Curdlan-Polythiophene Hybrid, J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 768-770.
3) Fukuhara, G.*; Imai, M.; Fuentealba, D.; Ishida, Y.; Kurohara, H.; Yang, C.; Mori, T.; Uyama, H.; Bohne, C.; Inoue,Y.: Electrostatically promoted dynamic hybridization of glucans with cationic polythiophene, Org. Biomol. Chem. 2016, 14, 9741-9750. [Front Cover]
4) Fukuhara, G.*; Sasaki, M.; Numata, M.; Mori, T.; Inoue, Y.*: Oligosaccharide Sensing in Aqueous Media by Porphyrin-Curdlan Conjugates: A Pret-a-Porter Rather Than Haute-Couture Approach, Chem.-Eur. J. 2017, 23, 11272-11278. [Inside Cover]
5) Sasaki, M.; Ryoson, Y.; Numata, M.; Fukuhara, G.*: Oligosaccharide Sensing in Aqueous Media Using Porphyrin-Curdlan Conjugates: An Allosteric Signal-Amplification System, J. Org. Chem. 2019, 84, 6017-6027. [ACS Editors' Choice] [Supplementary Cover]
6) Tamano, K.; Nakasha, K.; Iwamoto, M.; Numata, M.; Suzuki, T.; Uyama, H.*; Fukuhara, G.*: Chiroptical properties of reporter-modified or reporter-complexed highly 1,6-glucose-branched β-1,3-glucan, Polym. J. 2019, 51,1063-1071.
7) Nakasha, K.; Fukuhara, G.*: Dynamic hybridization of fluorescence polymers upon complexation of glucan. J. Photochem. Photobiol. A: Chem. 2022, 426, 113736.