Angew.Chem.Int.Ed.| 检测活细胞内无定形蛋白质聚集的探针的合理设计

  • 109
  • A+

蛋白质的错误折叠和聚集沉淀会导致细胞内蛋白质稳态异常,目前主要有检测淀粉样蛋白的聚集诱导发光探针,淀粉样蛋白质沉淀保持一定结构形态,探针可以检测到这种聚集物然后会发光,而无定形聚集态的蛋白因为没有固定的结构形态所以在活细胞中很难被探针检测,本篇文章的作者就致力于设计检测没有固定的结构形态的蛋白聚集体的探针。

1

一般的蛋白质的错误折叠和聚集伴随着疏水内部的暴露(极性变化),以及错误组装成紧密的多肽链,就导致微环境粘度的变化,作者以化合物二氰异氟尔酮为聚集诱导发光探针的基础,通过对基团进行合理设计来调节探针灵敏性、亲和力、溶解性等。

2

因为二氰异氟尔酮具有分子内电荷转移,可对极性进行响应,并且在激发态下化学键可旋转,导致扭曲分子内电荷转移,可对粘度进行响应。针对他的供电子基团作者合成了两个系列的衍生物,分别具有对称与不对称的芳香基团,影响化学键旋转的对称性从而对粘度的响应进行调整,并改变其上面的电子密度以影响电子转移,影响对极性的响应。

3

实验发现不对称的结构能提高对粘度的响应程度,相比于低电子密度,高电子密度能提高对溶剂极性的相应程度,并增加发光强度,并且在一种非极性溶剂中的荧光强度要高于低电子密度基团,而这种非极性溶剂模仿了聚集蛋白的疏水内部。

4

作者选用能发生无定形聚集的DHFR作为模型进行研究。作者发现含有对称对氨基亚苯基的探针能对聚集过程做出更强烈的响应,综合考虑相对发光强度以及特异性结合无定形聚集的DHFR的能力,作者选用了B7作为后续研究的探针。

5

作者选取了其他一些无定形聚集体进行检测,发现B7可以选择性的结合无定形聚集体,而且作者发现探针的荧光发射始于错误折叠的单体状态,成熟于不溶聚集体状态。

6

作者将关键结构对氨基亚苯基引入其它荧光核上也能发生针对无定形聚集态蛋白的聚集诱导发光现象,并且对称二苯乙烯的连接方式是识别无定形聚集体的关键。

7

作者在细胞内应用时发现荧光背景信号较强,猜测可能是探针溶解度较差造成的,通过对化学基团改造后得到了溶解度提高并且细胞毒性较小的E2用于后续实验。

8

最后作者通过添加一些抑制剂使得细胞中蛋白稳态网络异常,验证了E2可以检测细胞中的蛋白无定形聚集现象。



weinxin
我的微信
关注我了解更多内容

发表评论

目前评论: