《Turn-on型次磺酸螢光探針的設計與合成》是依託華中師範大學，由劉春榮擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：Turn-on型次磺酸螢光探針的設計與合成
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：劉春榮
- 依託單位：華中師範大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
活性氧信號轉導在生物體內的生理和病理活動中起了重要的調節作用。胞內活性氧氧化蛋白質巰基（RSH）側鏈生成蛋白質次磺酸 (RSOH)是該過程中的關鍵步驟之一。蛋白質次磺酸的快速、原位、動態檢測對活性氧信號轉導及活性氧相關疾病研究具有重要意義，但鮮有報導。“Turn-on”型螢光探針分子可與被測物作用，致使螢光由“off”轉為“on”，實現對被測物的快速、無傷檢測，已被廣泛用於細胞內活性分子的快速、原位、實時檢測。本項目將基於次磺酸的親核性，研究次磺酸與張力環炔及其相關的串聯反應，設計併合成次磺酸檢測的“turn-on”型螢光探針分子，對其進行一系列的體外測試與評估，初步探索其在生物樣品如細胞成像中的套用。因胞內次磺酸主要以蛋白質次磺酸形式存在，故申請者認為可通過本項目的研究實現胞內蛋白質次磺酸化的原位、實時、動態檢測，為活性氧信號轉導研究以及相關疾病研究診斷提供有力的工具。
結題摘要
活性氧信號轉導在生物體內的生理和病理活動中起了重要的調節作用。胞內活性氧氧化蛋白質巰基（RSH）側鏈生成蛋白質次磺酸 (RSOH)是該過程中的關鍵步驟之一。蛋白質次磺酸化被認為是氧化生物學與病理學的中心，與一系列生理功能以及相關疾病病理學密切相關。儘管學者們已對蛋白質次磺酸化進行了較為深入的研究並發展了一系列的次磺酸化蛋白質標記試劑。然而，胞內次磺酸快速、原位、實時動態檢測方法尚待發展。考慮到蛋白質次磺酸相對較差的穩定性，該工具的發展對活性氧信號轉導及活性氧相關疾病研究具有重要意義。在基金的支持下，我們對此進行了研究。通過對次磺酸模型底物與肼類化合物反應的研究，我們發現萘肼類化合物可迅速與其反應生成胺類化合物。基於該反應，我們發展了“turn-on”型次磺酸螢光標記試劑。與次磺酸迅速反應後，萘醯亞胺肼類化合物中肼基團迅速轉化為胺基，肼基團的PET螢光淬滅效應遭到破壞，螢光強度大大增強。基於毗鄰效應（proximity effects），通過連線光交聯基團和炔基，我們發展了蛋白質次磺酸化ABPP“turn-on”型三功能標記試劑。通過該試劑，我們分別實現了胞內蛋白質次磺酸化實時動態檢測、次磺酸化蛋白質“off-on”型螢光標記以及次磺酸化蛋白質的“pull-down”分析。此外，我們也成功將該探針用於活性氧物種引起的蛋白質次磺酸化動力學研究。使用該工具，我們研究了胞內活性氧調控與蛋白質次磺酸化、相關細胞生理活動以及病理活動之間的關係。我們認為該工具的開發將有利於進一步揭示蛋白質巰基次磺酸這一動態翻譯後修飾在氧還信號轉導以及相關疾病如癌症糖尿病等病理學中扮演的重要角色，並為這些疾病的預診斷以及相關藥物的開發提供重要的信息。在基金支持下，我們還發展了糖尿病併發症標記物甲基乙二醛比率型螢光探針並成功將其用於糖尿病病人血液樣本分析；發展了同屬活性硫與活性氧的硫烷硫近紅外螢光探針並用於跟蹤模式植物擬南芥根部隨生長周期變化硫烷硫的濃度；對亞磺酸化蛋白質標記試劑的開發進行了初步的研究。
