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1．タイトル：「多重式蛍光分子による膜近傍の水素イオン浓度マッピング」

2．発表概要：
新规に设计?开発した多重式蛍光分子を利用することで，水中における膜构造近傍の水素イオン浓度を，ナノメートルスケールの空间分解能でマッピングすることに初めて成功した．

3．発表内容：
細胞膜に代表される膜構造の内部および近傍では，水素イオン濃度（pH）が位置連続的に変化しており，この濃度勾配と膜の機能には密接な関係があると考えられている．ところが，このような空間は全体でも数ナノメートル（1ナノメートル = 10?9 m）サイズの領域であり，その中で位置を細かく制御してイオン濃度を調査することは不可能であった．
これに対し本研究では，水素イオン浓度と极性を同时に测定できる多重型の蛍光分子を世界で初めて开発し，ナノメートルスケールの空间分解能を伴って水素イオン浓度をマッピングすることに成功した．図には，実际に使用した18个の蛍光分子の构造を示す．この分子は周辺の水素イオン浓度によって蛍光の强さが変化し，また周辺の极性によって蛍光の波长（色）が変化する．膜构造の外部ほど极性が高く，逆に内部ほど极性が低いことが知られており，膜构造に导入した蛍光分子の蛍光强度と色を同时に测定することで，位置特异的な水素イオン浓度の计测が可能になる．18个の蛍光分子は，それぞれわずかずつ亲水性?疎水性が异なっており（図中の位置调节部位），これにより膜构造内での存在位置を変化させることができる．以上より，水素イオン浓度と极性に関する情报を18个の蛍光分子から集めることによって膜近傍における水素イオン浓度のマッピングができる．
本研究では，膜としてせっけん分子が创る「ミセル」を用い，その近傍における水素イオン浓度のマッピングを行った．中性のせっけん分子を用いた际には，ミセルの中心に近づくほど水素イオン浓度は単调に减少していたが，阴イオン（アニオン）性のせっけん分子を用いた际には，部分的に水素イオン浓度の上昇（约40倍）が认められた．このような膜构造近辺の局所的な水素イオン浓度の上昇こそ，生体内におけるエネルギー产生のメカニズムであると考えている．今后は本研究で确立した手法を利用して，生体膜近傍における水素イオン浓度のマッピングを行っていきたい．

4．発表雑誌：
“Multiplexing Sensory Molecules Map Protons Near Micellar Membranes”
Seiichi Uchiyama, Kaoru Iwai, A, Prasanna de Silva
Angew. Chem. Int. Ed. 2008, 47, 4667?4669

＊本論文は少なくとも2人の審査員に “Very Important Paper” であると評価され，VIP 論文として認定されました（編集部によればこのような評価を受けるのはすべての論文の5 % 以下であるとのことです）。さらに本研究のイメージ図は掲載号（2008年47巻25号）の表紙を飾りました。また、この研究内容は Nature 誌の Research Highlights 欄（“Molecular mapping”, Nature, 2008, 453, 701）（2008年6月5日号）やアメリカ化学会の会員誌である Chem. & Eng. News 誌の Science & Technology Concentrates 欄（“Sensor Measures Protons, Polarity”, Chem. Eng. News, 2008, 86(22), 44?45）（2008年6月2日号）においても紹介されました。

5．注意事项：
特にありません。

6．问い合わせ先：
东京大学大学院薬学系研究科　薬化学教室
助教　内山圣一

7．用语解説：
特にありません。

8．添付资料：

（文中の図です）

（Angew. Chem. Int. Ed. 誌の表紙です）