基于Kd的谷胱甘肽可逆探针的设计及其合成

发布时间：2020-06-18 15:06

【摘要】：细胞内的谷胱甘肽浓度为0-1OmM,而细胞能够容忍的最大探针浓度为10μM。因此,要实现对细胞内谷胱甘肽定量检测的目标就需要探针与谷胱甘肽的反应必须是可逆的。迈克尔加成反应一种快速平衡的反应,当迈克尔加成反应的给体为巯基时尤为如此。基于活泼双键与巯基的迈克尔加成反应来设计谷胱甘肽可逆探针的关键是构筑反应活性适度的活泼双键,而活泼双键的构筑要以Kd值为指标,才能满足实际检测时对探针的要求,能够应用于实际体内检测谷胱甘肽的探针Kd值应3 mM。目前,能够定量检测谷胱甘肽的探针仅有三例,但这三种探针的Kd值并不是很接近于3 mM,因此探针的结构还有必要进一步优化而使Kd≈3mM。本文以Kd值微调为目标,采用远距离调控迈克尔逆反应中间体稳定性的策略,设计了目标分子。完成了四种探针分子的合成与表征并探讨了远距离调控基团与Kd值的关系。结果显示基团为吗啉的探针QG-d各项性能最优。即响应时间短、最低检出限低(4.4 μM)且Kd=3.26 mM。探针QG-d的Kd值是目前报道文献中最接近最佳值的一个。此外,吗啉基团还有一个功能是溶酶体的定位性,探针QG-d可用于对溶酶体内谷胱甘肽定量检测,为进一步了解溶酶体内的生理过程提供良好的基础。
【学位授予单位】：延边大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：O657.3;Q516
【图文】：

一种是还原型的谷胱甘肽（ＧＳＨ）邋［２７？］。在生物体内氧化型谷胱甘肽逡逑（ＧＳＳＧ）与还原型的谷胱甘肽（ＧＳＨ）的比值大概在１：３０－１：１００之间［１３］。逡逑生物体内的两种形态的谷胱甘肽是可以相互转换的，如图１．２所示，谷逡逑胱甘肽中的巯基在还原酶的催化下两两相互结合形成二硫键生成氧化型逡逑谷胱甘肽，在这一过程中同时伴随着生物体内过氧化氢和水之间的相互逡逑转换［３６４］。氧化型谷胱甘肽中的二硫键也会在氧化物酶的催化下氧化为逡逑巯基生成还原型谷胱甘肽，在这一过程中还伴随着辅酶ＮＡＤＰＨ和ＮＡＤＰ逡逑之间的的转换。通过两种形式谷胱甘肽之间的相互转换维持着生物体内逡逑的氧化还原平衡［４１＿４２］。当细胞内的谷胱甘肽浓度异常时，就会使细胞内逡逑氧化物质和还原物质的浓度发生改变，最终引起细胞内一系列的氧化还逡逑原应激反应，对细胞造成不可逆转的损伤［４３４４］。逡逑ＮＡＤＰ邋＾逦＾邋２ＧＳＨ邋＇逦Ｈ２０２逡逑ＸＸ逡逑ＮＡＤＰＨ逦ＧＳＳＨ逦、Ｈ２０逡逑图１．２谷胱甘肽与氧化应激逡逑１．２谷胱甘肽荧光探针研究进展逡逑在２０１４年，Ｊｕｙｏｕｎｇ邋Ｙｏｏｎ课题组开发了能够对细胞和小鼠组织中的逡逑谷胱甘肽进行定性检测的荧光探针［１７］。探针主要以花菁染料为荧光团，逡逑其本身具有很弱的荧光

Ｗａｖｅｔｅｏｇｔｔｔ邋ｉ邋ｎｍ逦Ｔｕｒｎ！邋ｎｔｎ逡逑图１．３探针的结构和光谱性质逡逑２０１７年，Ｌｉｎｇｘｉｎ邋Ｃｈｅ带领他的团队开发了一种能够对谷胱甘肽进逡逑行检测的近红外比率型荧光探针Ｃｙｏ－ＤｉＳｅ［２（）］。在外界条件的刺激下，细逡逑胞内的谷胱甘肽浓度会发生改变，探针Ｃｙｏ－Ｄｉｓｅ利用硫硒交换反应对高逡逑温和低温状态下细胞内谷胱甘肽浓度的变化进行了检测。并且发现在短逡逑时间的低温或高温状态下，细胞内的谷胱甘肽浓度有所升高起到了一定逡逑的抗凋亡作用。逡逑ＲｅｓｆＭＨｓｅ邋ａｎＨ：逡逑／。逦二NB一：一，、．逡逑ｆ邋ＵＪ邋Ｊ邋一．Ｈ逦Ｓ邋＿１．．．．．一邋ｌ逦；逡逑：－ｖ邋ｊ逡逑‘邋０逦‘逡逑Ｒ逦｜逡逑Ｔａｒｇｅｔ邋ｕｎｉｔ．＊逦ｅｙｃ＾ｖｉ＊逦＾逡逑Ｎ邋？0０？逡逑ＨＯ逡逑ｄ—二邋＿逡逑＾％ｏ￣￣邋￣￣ｍ７逦ｒ？￣逦＂ａｓｃ逦ＭＯ邋６１０＇逦＜ｂＪ￣＇邋Ｍ－？邋ｅ＊ｃ逡逑？？＊＞｝逦Ｗ＾？？ｔｅｎ＾？ｓ逦＆Ｋ８Ｉ｝逡逑图１．４探针Ｃｙｏ－Ｄｉｓｅ结构及光谱性质逡逑Ｈａｅ－Ｊｏ邋Ｋｉｍ带领他的团队开发了一种能够对线粒体内的谷胱甘肽进逡逑行检测的开关型荧光探针Ｍｉｔ0ＧＰ［２３］。探针以菁染料为荧光团，引入偶逡逑３逡逑

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本文编号：2719440