氯乙酰基类半胱氨酸荧光探针的设计及应用

发布时间：2021-07-22 09:14

　　半胱氨酸、高半胱氨酸、谷胱甘肽等生物硫醇在维持生物体内氧化还原平衡、信号转导等方面发挥着重要作用。然而,它们非常相似的化学结构和性质使得对其区分检测成为一个巨大的挑战。最初在化学合成中作为保护基的氯乙酰基近几年也被开发为硫醇反应位点之一,目前关于氯乙酰基类荧光探针的报道还比较少,已报道的探针主要存在两个问题:一是此类探针均是荧光升起型,在对Cys的定量检测中易受环境影响;二是氯乙酰基不是有力的淬灭基团,导致探针自身荧光偏强,信噪比低。本实验选用香豆素（探针C1、C2、C3）和苯并噻唑类分子（探针H1）为荧光发光基团,设计了四个基于氯乙酰基反应基团的半胱氨酸探针,从溶剂、温度、pH等环境因素详细地研究了四个探针的稳定性、选择性以及与Cys的反应活性。通过比较探针C1、C2和C3,发现探针分子结构的改变对其稳定性与灵敏性有很大的影响,稳定性增加的同时灵敏性却有所降低。探针H1为比率型探针,能够对Cys进行比率计量的自校准检测,相比较于前三个探针,稳定性有所增加,并在体外检测中表现出对Cys的高选择性和高灵敏性,加入阳离子表面活性剂后反应在40 min内完成,检测极限低至0.4μΜ。此外,探... 

【文章来源】：兰州大学甘肃省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

(a)哺乳动物生物硫醇参与的代谢途径[4]

双光子显微镜是利用两个近红外光子作为激发源，如此便有具有组织穿透深度高、局部激发、可观察时间长等优点，从而可进行组织成像。探针 5 是以 2-甲氨基-6-乙酰萘为荧光团，二硫键为硫醇反应位点，硫醇可与二硫键交换，紧接着分子内亲核取代产生氨基-乙酰萘，同时相较于 5 来说反应后的双光子荧光增强 10 倍，而且此探针能在 90-180 μM 深度对活细胞和大鼠组织进行成像。图 1-4 基于二硫键交换检测生物硫醇[68]1.2.1.4 Se-N 键断裂Tang 实验组报道了基于 Se-N 键断裂检测硫醇的探针 6 和 7，如图 1-5 所示。无荧光的探针 6 与不同硫醇（包括蛋白硫醇）如硫氧还蛋白，谷胱甘肽还原酶和金属硫蛋白间的不可逆反应，可生成强荧光的罗丹明 6G[69]。探针 7 则是由消炎镇痛药依布硒啉（2-苯基-1,2-苯并异硒唑-3（2H）- 酮）连接 Se-N 键可在硫醇存在下催化过氧化氢的还原受到启发，将依布硒啉整合近红外荧光团-七甲菁花青素设计合成。探针 7 可以与 GSH/H2O2进行可逆反应

图 1-5 基于 Se-N 键断裂检测生物硫醇[65, 69, 70]1.2.2 选择性检测 Cys/Hcy虽然检测总的生物硫醇技术已经很成熟了，但由于化学结构的相似性使得生物硫醇间的区分检测依然面临很大挑战，由于不同硫醇有不同生物学的作用，因此这种区分有很重要的生物化学意义。例如，血浆 Hcy 水平升高与心血管和老年痴呆症有关，而异常水平的 GSH 则与心脏问题、癌症和衰老有关[71]。区分 Hcy和 Cys 与其他硫醇（主要是 GSH）的方法主要是利用它们的巯基与相邻胺基的协同作用，特定的反应如醛环化、丙烯酸酯共轭加成环化、天然化学连接、芳香取代重排等，而在基于这些反应的检测方法中，可依据 Cys 相对较小的空间位阻，相对较快的成环反应速率，区别检测 Cys 与 Hcy 。1.2.2.1 与醛基环化醛基可以与 Hcy/Cys 环化生成噻唑烷/噻嗪烷，这经常被用于标记、固定多肽和蛋白质，同时也以此来构建荧光探针（图 1-6），它已经成为区分 Hcy/Cys 和

【参考文献】：
期刊论文
[1]Antioxidative status of patients with alcoholic liver disease in southeastern Taiwan[J]. Ming-Jong Bair,Hsiang-Chi Peng,Sien-Sing Yang,Suh-Ching Yang.  World Journal of Gastroenterology. 2011(08)



本文编号：3296870