特异性检测半胱氨酸的荧光探针设计与细胞应用
发布时间：2021-04-14 18:46
半胱氨酸（Cysteine,Cys）是唯一拥有还原性巯基的氨基酸,它可由体内的蛋氨酸（Methionine,Met,人体必需氨基酸）转化而来,也可与胱氨酸（Cystine,Cys2）互相转化。在动物细胞中,Cys参与了解毒、代谢和氧化还原调节等多种重要的生理过程,其在生物体中的浓度异常与癌症、心脑血管等多种疾病的发病机制相关。因此,对细胞内Cys的浓度变化和分布进行特异性半定量分析对于其相关疾病的发病机制研究具有一定的指导意义。本论文利用荧光探针在活细胞中对目标物质的非侵入性标记检测的独特优势,设计、合成了系列功能化荧光染料,并将其应用于细胞质、细胞线粒体以及癌细胞中Cys的特异性荧光检测。具体研究工作如下:1.以丙烯酰基作为Cys的特异性反应位点修饰萘并荧光素合成了荧光探针NFA。NFA中羧基的引入有效地改善了现有Cys荧光探针普遍存在的水溶性差的问题,其在PBS中能够与Cys特异性反应并表现出发射波长为545 nm的增强型荧光响应,这使得我们能够在PBS和细胞质环境中实现对Cys的荧光检测。该检测过程是基于Cys中特异的巯基乙胺与丙烯酰基发生串联式亲核反应后最...
【文章来源】：山西大学山西省
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
三种含硫氨基酸间的关系
特异性检测半胱氨酸的荧光探针设计与细胞应用4图1.2探针1-1检测Cys的机理图Figure1.2MechanismdiagramofCysdetectionbyprobe1-12011年，Strongin教授课题组报道了同一个反应位点能有效区分Cys和Hcy的荧光探针[73]。如图1.3所示，探针1-2是在2-（2"-羟基-3"-甲氧基苯基）苯并噻唑荧光染料上引入了丙烯酸酯，在检测体系EtOH-PBS（2/8，v/v，pH=7.4）中，该探针只在377nm处显示出弱的荧光强度。当Cys/Hcy的逐渐加入体系中时，在377nm处的荧光强度增强（生成硫醚加合物），随后，在487nm处荧光增强（环化成七元杂环离去，释放出荧光团）。由于探针1-2与Cys和Hcy各自的硫醚加合物的分子内环化率不同，致使其可以从时间上来区分检测Cys和Hcy。图1.3探针1-2检测Cys的机理图Figure1.3MechanismdiagramofCysdetectionbyprobe1-22012年，Kim教授课题组报道了高选择性检测Cys的荧光探针[74]。如图1.4所示，在含有探针1-3的体系中逐渐加入Cys，会使得512nm处荧光发射强度增强。密度泛函理论计算结果表明，该探针的磺酰胺基可以与Cys中氨基形成氢键，从而拉近了Cys与反应位点的距离，导致了该探针加快与Cys响应速度。此计算结果表明，静电吸引的存在也会影响检测过程。
特异性检测半胱氨酸的荧光探针设计与细胞应用4图1.2探针1-1检测Cys的机理图Figure1.2MechanismdiagramofCysdetectionbyprobe1-12011年，Strongin教授课题组报道了同一个反应位点能有效区分Cys和Hcy的荧光探针[73]。如图1.3所示，探针1-2是在2-（2"-羟基-3"-甲氧基苯基）苯并噻唑荧光染料上引入了丙烯酸酯，在检测体系EtOH-PBS（2/8，v/v，pH=7.4）中，该探针只在377nm处显示出弱的荧光强度。当Cys/Hcy的逐渐加入体系中时，在377nm处的荧光强度增强（生成硫醚加合物），随后，在487nm处荧光增强（环化成七元杂环离去，释放出荧光团）。由于探针1-2与Cys和Hcy各自的硫醚加合物的分子内环化率不同，致使其可以从时间上来区分检测Cys和Hcy。图1.3探针1-2检测Cys的机理图Figure1.3MechanismdiagramofCysdetectionbyprobe1-22012年，Kim教授课题组报道了高选择性检测Cys的荧光探针[74]。如图1.4所示，在含有探针1-3的体系中逐渐加入Cys，会使得512nm处荧光发射强度增强。密度泛函理论计算结果表明，该探针的磺酰胺基可以与Cys中氨基形成氢键，从而拉近了Cys与反应位点的距离，导致了该探针加快与Cys响应速度。此计算结果表明，静电吸引的存在也会影响检测过程。
【参考文献】：
期刊论文
[1]近视眼LASIK术后早期对比敏感度变化和眩光测试[J]. 王铮,邱平,杨斌. 中山大学学报(医学科学版). 2004(05)
本文编号：3137826
【文章来源】：山西大学山西省
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
三种含硫氨基酸间的关系
特异性检测半胱氨酸的荧光探针设计与细胞应用4图1.2探针1-1检测Cys的机理图Figure1.2MechanismdiagramofCysdetectionbyprobe1-12011年，Strongin教授课题组报道了同一个反应位点能有效区分Cys和Hcy的荧光探针[73]。如图1.3所示，探针1-2是在2-（2"-羟基-3"-甲氧基苯基）苯并噻唑荧光染料上引入了丙烯酸酯，在检测体系EtOH-PBS（2/8，v/v，pH=7.4）中，该探针只在377nm处显示出弱的荧光强度。当Cys/Hcy的逐渐加入体系中时，在377nm处的荧光强度增强（生成硫醚加合物），随后，在487nm处荧光增强（环化成七元杂环离去，释放出荧光团）。由于探针1-2与Cys和Hcy各自的硫醚加合物的分子内环化率不同，致使其可以从时间上来区分检测Cys和Hcy。图1.3探针1-2检测Cys的机理图Figure1.3MechanismdiagramofCysdetectionbyprobe1-22012年，Kim教授课题组报道了高选择性检测Cys的荧光探针[74]。如图1.4所示，在含有探针1-3的体系中逐渐加入Cys，会使得512nm处荧光发射强度增强。密度泛函理论计算结果表明，该探针的磺酰胺基可以与Cys中氨基形成氢键，从而拉近了Cys与反应位点的距离，导致了该探针加快与Cys响应速度。此计算结果表明，静电吸引的存在也会影响检测过程。
特异性检测半胱氨酸的荧光探针设计与细胞应用4图1.2探针1-1检测Cys的机理图Figure1.2MechanismdiagramofCysdetectionbyprobe1-12011年，Strongin教授课题组报道了同一个反应位点能有效区分Cys和Hcy的荧光探针[73]。如图1.3所示，探针1-2是在2-（2"-羟基-3"-甲氧基苯基）苯并噻唑荧光染料上引入了丙烯酸酯，在检测体系EtOH-PBS（2/8，v/v，pH=7.4）中，该探针只在377nm处显示出弱的荧光强度。当Cys/Hcy的逐渐加入体系中时，在377nm处的荧光强度增强（生成硫醚加合物），随后，在487nm处荧光增强（环化成七元杂环离去，释放出荧光团）。由于探针1-2与Cys和Hcy各自的硫醚加合物的分子内环化率不同，致使其可以从时间上来区分检测Cys和Hcy。图1.3探针1-2检测Cys的机理图Figure1.3MechanismdiagramofCysdetectionbyprobe1-22012年，Kim教授课题组报道了高选择性检测Cys的荧光探针[74]。如图1.4所示，在含有探针1-3的体系中逐渐加入Cys，会使得512nm处荧光发射强度增强。密度泛函理论计算结果表明，该探针的磺酰胺基可以与Cys中氨基形成氢键，从而拉近了Cys与反应位点的距离，导致了该探针加快与Cys响应速度。此计算结果表明，静电吸引的存在也会影响检测过程。
【参考文献】：
期刊论文
[1]近视眼LASIK术后早期对比敏感度变化和眩光测试[J]. 王铮,邱平,杨斌. 中山大学学报(医学科学版). 2004(05)
本文编号：3137826
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