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【優博青年】糖基萘酰亞胺類可激活型熒光探針:一種快速檢測己糖氨酶活性和細胞內己糖氨酶成像的工具
發布日期:2019-09-16 瀏覽次數: 信息來源:植保學院 字號:[ ]

               

己糖胺酶(Hexs)是一類分布廣泛的外切糖苷酶,其能夠從糖聚合物的非還原端特異性地水解出N-乙酰-D-胺基己糖。這些酶在幾丁質降解,控制病原體入侵,細胞增殖,精卵識別和人類自身免疫疾病中起著重要的作用。尤其是在昆蟲生長發育及變態過程中,其己糖胺酶(如OfHex1)能夠參與昆蟲外表皮的降解;因此昆蟲來源的己糖胺酶(如OfHex1)已被認為是一種有潛力的生態友好型的農藥靶標。

目前,在檢測己糖胺酶活性的過程中,最常用的檢測底物為4-甲基傘形乙?;?/span>-β-D-氨基葡萄糖苷(4-MU-GlcNAc)及4-硝基苯基-N-乙?;?/span>-β-D-氨基葡萄糖苷(PNP-GlcNAc),但這些底物存在一定的缺陷。以4-MU-GlcNAc為測試底物時凯时娱乐手机app下载,4-MU-GlcNAc經過酶促反應后生成的產物(4-甲基傘形酮)水溶性較差,酶促反應前后無顏色變化,以及需要加入堿液放大熒光信號等凯时娱乐手机app下载。以PNP-GlcNAc為測試底物,存在檢測靈敏度低、終止反應需要堿液的缺點。因此,常規的底物如4-MU-GlcNAcPNP-GlcNAc不能用于活細胞中的Hexs成像和體外肉眼評估Hexs活性凯时娱乐手机app下载。

為了找到一種簡單實用的工具用于快速評估小分子對Hexs活性的抑制作用以及用于活體細胞內Hexs成像,我們合成了一種具有可激活和比率性質的萘二甲酰亞胺類熒光探針(底物)。具體的是,我們以4-氨基萘酰亞胺作為活化熒光載體,將N-乙?;?/span>-β-D-胺基葡萄糖作為Hexs的識別基團,并通過調研相關Hexs晶體結構引入了合適的芳環基團凯时娱乐手机app下载,得到萘二甲酰亞胺類熒光探針1a-1b。此外,為了提高探針的水溶性,我們引入了乙二醇(PEG)單元,最終得到了具有良好親和力和水溶性的Hexs熒光酶底物1c。

我們繼續探討了探針1c的相關性質。當它和Hexs混合時,它顯示出高度的反應敏感性凯时娱乐手机app下载,并且能夠實現酶促反應過程的顏色(從無色到黃色)和熒光(從藍色到綠色)顯著變化。相關物理性質表明探針1c顯示出較好的水溶性和熒光性質。我們又進一步通過HPLC分析和時間密度泛函理論(TD-DFT)計算研究了探針1c的反應機理,以及通過分子對接技術獲得了1cHexs的結合模式。最后,我們探討了探針1c的應用凯时娱乐手机app下载。結果表明凯时娱乐手机app下载,1c能夠實現批量化合物的體外Hexs抑制活性的快速篩選(視覺化鑒定),以及能夠用于活體細胞內Hexs成像凯时娱乐手机app下载。

  董利利,為理學院農藥學專業2017級博士研究生凯时娱乐手机app下载;導師:張建軍教授、路慧哲副教授。

 

參考文獻:

Lili Dong, Shengqiang Shen, Huizhe Lu, Shuhui Jin , Zhang, Jianjun*, Novel Glycosylated Naphthalimide-Based Activatable Fluorescent Probe: A Tool for the Assessment of Hexosaminidase Activity and Intracellular Hexosaminidase Imaging. ACS Sensors, 2019, 4(5), 1222-1229. DOI: 10.1021/acssensors.8b01617.

 

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