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接下来,我们选择还原型BSA(rBSA,含多对邻二巯基位点)作为模型蛋白,探究了IDAs对rBSA的荧光响应。如图3a, b所示,当rBSA存在时,非发光探针IDA-1 和IDA-2的荧光强度分别增加56和73倍(图3a, b)。通过巯基阻断剂N -乙基马来酰亚胺(NEM)预处理阻断rBSA上的游离硫醇后,IDA-1和IDA-2的荧光信号均显著减弱(图3a, b)。因此,我们推断探针IDAs与rBSA偶联,导致荧光增强。同时,IDA-1和IDA-2的荧光强度与rBSA浓度在一定范围内呈现良好的线性关系(R2> 0.99, 图3c, d)。基于信噪比法(3σ/k),计算出IDA-1和IDA-2对rBSA的检出限(LOD)分别为19.8 nM和2.2 nM (见图3c, d)。
在活细胞中,我们利用还原剂DTT和硫醇氧化剂Diamide处理的HepG2细胞构建不同程度氧化还原状态的细胞模型,无细胞毒性的IDA-2探针在30 min内实现了不同氧化还原状态下活细胞内源性邻巯基蛋白的成像和动态监测(图3e, f)。作为对照组,用极性敏感的不含二甲硫醚乙烯基的IDA-DMA分子孵育细胞后几乎没有观察到荧光(图3e, f),这表明二甲硫醚乙烯基活性位点是活细胞产生荧光所必需的。因此,二甲硫醚乙烯基缀合分子IDAs是活细胞中邻巯基蛋白标记的有效探针。此外,IDA-2被成功应用于流式细胞术分析HepG2细胞氧化还原调节时内源性蛋白邻近二硫醇的水平(图3g, h)。此外,通过亚细胞共定位分析进一步确定了内源性VDPs主要分布于线粒体和内质网中,这与之前的报道相一致。这些结果进一步证实了探针可以有效监测不同氧化还原状态的活细胞中邻二巯基蛋白水平。
以上研究论文以“Chemoselective Fluorogenic Bioconjugation of Vicinal Dithiol-Containing Proteins for Live Cellular Imaging via Small Molecular Conjugate Acceptors”为题发表于Analytical Chemistry期刊,并被选为期刊封面。论文第一作者为课题组博士研究生张鹏,感谢华东师范大学钱旭红院士的悉心指导,感谢上海师范大学黄楚森教授和英国巴斯大学Tony D. James教授的交流讨论和宝贵建议。该研究成果得到了国家自然科学基金项目(22278330,21907080)、西安交通大学青年拔尖人才(SY6J003)、青年创新团队项目(xtr052022012)的资助。
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