亜鉛、カドミウム、水銀などの金属イオンやピロリン酸(P2O74-)、チオール類等の生体小分子を標的分子とした蛍光プローブ分子を設計・合成し、それらを用いて細胞内における標的分子の分布および濃度変化をリアルタイムに検出します。また、これらの蛍光プローブは環境分析にも応用可能です。これまで、「キノリン」および「イソキノリン」の蛍光性と配位特性に着目したプローブ分子を報告してきました(Dalton Trans. 2020年,Inorg. Chem. 2018年, 2020年など)。
Biologically-important metal ions and small molecules, including Zn2+, Cd2+, Hg2+, pyrophosphate (P2O74-) and other phosphate species, and thiols, are visualized and quantified by the fluorescent sensors. The fluorescent and coordination properties of quinolines and isoquinolines have been utilized for the probe design (Dalton Trans. 2020, Inorg. Chem. 2018&2020).
アルコールデヒドロゲナーゼやメタンモノオキシゲナーゼなどの補酵素あるいは酵素の活性中心をモデル化した化合物を設計・合成し、その構造や反応性・選択性を比較検討することにより、天然の酵素の作用メカニズムを解明し、また天然の酵素を凌駕する人工酵素・触媒系の構築を目指すものです。この研究においても、「キノリン」および「イソキノリン」の構造的特性を活用した研究を展開しています(J. Org. Chem. 2001年, Dalton Trans. 2021年, Inorg. Chem. 2022年など)。
Small molecules can mimic the structure, reactivity, and selectivity of active sites of enzymes. Such model studies enable us to understand the mechanism of natural enzymes and construct artificial enzymes and catalytic systems. Here again, the unique structural properties of quinolines form the bases of the molecular design (J. Org. Chem. 2001, Dalton Trans. 2021, Inorg. Chem. 2022).
糖分子の水溶性、細胞集積性、構造多様性、光学活性などに着目し、抗腫瘍性白金錯体や、光線力学的療法における光増感剤として用いられるポルフィリン・クロリン類・フラーレン類に糖質を導入した化合物を設計・合成し、その生理活性、光特性を調べています(Tetrahedron Lett. 1998年,Bioorg. Med. Chem. Lett. 2001年,2003年,Eur. J. Inorg. Chem. 2012年など)。また、金属配位酸素原子にキラリティーが発生する「不斉酸素原子」という新しい概念も提唱しています(Inorg. Chem. 2004年,2006年など)。
Water-solubility, enhanced cellular uptake, structural diversity, and chirality of sugars all play an important role in the ligand design for bioactive metal complexes (Tetrahedron Lett. 1998, Bioorg. Med. Chem. Lett. 2001&2003, Eur. J. Inorg. Chem., 2012). The concept of the “asymmetric oxygen atom” has also been proposed as a result of this project (Inorg. Chem. 2004&2006).
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