近日,尹鵬博士課題組在小分子熒光探針?lè)矫娴难芯坑秩〉昧诵碌难芯窟M(jìn)展,相關(guān)研究成果發(fā)表在校定SCI-TOP期刊Angewandte Chemie International Edition(《德國(guó)應(yīng)用化學(xué)》)上:“Simultaneous Visualization of Endogenous Hcy, Cys, GSH and their Transformation through Different Fluorescence Channels, DOI: 10.1002/anie.201813935” (https://doi.org/10.1002/anie.201813935)。
同型半胱氨酸(Homocysteine, Hcy)、半胱氨酸(Cysteine, Cys)和谷胱甘肽(Glutathione, GSH)是含量最豐富的三種小分子含巰基氨基酸。哺乳動(dòng)物細(xì)胞中的Hcy由甲硫氨酸(Methionine)在多種酶的作用下合成,血清中的正常總濃度在5-15 μM之間,當(dāng)含量過(guò)高時(shí)(> 15 μM)可能會(huì)導(dǎo)致認(rèn)知功能障礙,嚴(yán)重的會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)生阿爾茨海默氏病,精神分裂癥等疾病;同時(shí),Hcy在胱硫醚β-合成酶(CBS)催化下與絲氨酸縮合生成胱硫醚,進(jìn)一步在胱硫醚γ-裂解酶(CSE)催化下轉(zhuǎn)化為Cys,Cys是蛋白質(zhì)和GSH的原料,細(xì)胞內(nèi)正常含量為30-200 μM,若含量異常則會(huì)導(dǎo)致生長(zhǎng)緩慢、嗜睡、心血管及肝功能受損等疾?。籊SH是細(xì)胞中最豐富的低分子量生物硫醇,細(xì)胞內(nèi)濃度通常為0.5-10 mM之間,在維持細(xì)胞氧化還原的動(dòng)態(tài)平衡、干細(xì)胞功能、基因調(diào)控等各種生理活動(dòng)中起著非常重要的作用。
尹鵬課題組在前期的研究基礎(chǔ)上(Angew. Chem. Int. Ed. 2018, 57, 4991-4994),合理設(shè)計(jì)并合成了一個(gè)多反應(yīng)位點(diǎn)、量子產(chǎn)率高、水溶性好的小分子熒光探針用于同時(shí)區(qū)分檢測(cè)Hcy、Cys、GSH及其相互轉(zhuǎn)化的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。該探針對(duì)Hcy、Cys和GSH具有挺好的靈敏度與選擇性,同時(shí)檢測(cè)限分別低至0.7,0.2和1 nM。
該探針還被成功地用于不同細(xì)胞中內(nèi)源性Hcy/Cys/GSH的同時(shí)熒光成像分析,以及Hcy/Cys/GSH相互轉(zhuǎn)化的熒光動(dòng)態(tài)成像。該研究成果將促進(jìn)熒光定量檢測(cè)細(xì)胞或血清中Hcy/Cys/GSH以及監(jiān)測(cè)這三種生物硫醇的分布、動(dòng)態(tài)變化等,同時(shí)對(duì)于深入了解Hcy/Cys/GSH的生物學(xué)功能和與它們相關(guān)的疾病的前期診斷、干預(yù)和治療具有重要意義。該項(xiàng)研究的細(xì)胞實(shí)驗(yàn)部分由寧波大學(xué)陳海敏研究員課題組協(xié)作完成。尹鵬博士為我?!盎瘜W(xué)生物學(xué)及中藥分析”教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室組成成員,該課題組目前正在承擔(dān)國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目“同時(shí)區(qū)分Cys, Hcy和GSH的近紅外熒光探針的構(gòu)建及熒光定量研究(NO.21877035)”,相關(guān)熒光定量研究工作正在進(jìn)行中。
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