光敏掩蔽基團(tuán)實(shí)時(shí)原位控制生物分子活性的研究.pdf

1、光敏掩蔽基團(tuán)由于可以在較為精確的時(shí)間與空間位置調(diào)控活細(xì)胞或組織中的生物學(xué)過程己成為化學(xué)生物學(xué)領(lǐng)域的前沿課題之一。本論文首先概述了光敏掩蔽基團(tuán)(包括單、雙光子掩蔽基團(tuán))的研究進(jìn)展以及在生物體系中的應(yīng)用。鑒于目前的掩蔽基團(tuán)普遍存在著水溶性不佳、光解速度較慢、掩蔽及恢復(fù)效率較低等缺陷，本研究以香豆素類、喹啉類掩蔽基團(tuán)為基礎(chǔ)，通過對其側(cè)鏈的修飾以提高各方面的理、化性質(zhì)，同時(shí)進(jìn)一步將這些掩蔽基團(tuán)應(yīng)用于生命體系。
　　 通過改變8-溴-7-

2、羥基-2-甲基喹啉(BHQ)側(cè)鏈羥基和溴的位置以及加入芳香族的雜環(huán)，設(shè)計(jì)合成了一系列BHQ的衍生物。物理、化學(xué)性質(zhì)檢測發(fā)現(xiàn)在這些衍生物中7-羥基-8-吡啶-2-甲基喹啉的水溶性提高了近10倍，光解速度提高了1.5倍且具有更低的自身熒光。這些性質(zhì)的改善使其更適合于在生理?xiàng)l件下掩蔽生物活性分子。同時(shí)，這種引入雜環(huán)取代鹵素的方法為改善其它類掩蔽基團(tuán)的性質(zhì)提供了一種普適的策略。
　　 香豆素、喹啉類掩蔽基團(tuán)被進(jìn)一步用于在生命體系內(nèi)實(shí)時(shí)、

3、原位地控制凝血酶蛋白的適體及綠色熒光蛋白的活性。通過非定點(diǎn)掩蔽的方法，掩蔽基團(tuán)可以簡便、快速的與核酸類物質(zhì)連接。測試結(jié)果表明BHQ和6-溴-7-羥基-4-甲基香豆素(Bhc)都可以很好的抑制適體與靶標(biāo)蛋白的結(jié)合，同時(shí)在很短的光解時(shí)間內(nèi)(30s)實(shí)時(shí)、原位的恢復(fù)其功能。而與Bhc相比，被BHQ掩蔽的適體在光解后具有更高的恢復(fù)效率(約40％)及更好的光解速度。在使用BHQ與綠色熒光蛋白連接后也發(fā)現(xiàn)可以通過光活化的方法實(shí)時(shí)原位地控制綠色熒光蛋

4、白在細(xì)胞內(nèi)的表達(dá)。
　　 此外，我們嘗試使用鋅離子探針Fluo-Zin3AM快速區(qū)別細(xì)胞凋亡的階段。Fluo-Zin3AM可以在極短的時(shí)間內(nèi)(150s)檢測到細(xì)胞內(nèi)的鋅離子濃度變化，且具有極低的細(xì)胞毒性。熒光顯微鏡和流式細(xì)胞儀測試結(jié)果均說明在細(xì)胞凋亡早期和中期胞內(nèi)的鋅離子熒光明顯增加，而在細(xì)胞凋亡進(jìn)入晚期后熒光消失，通過使用鋅離子探針Fluo-Zin3AM觀察細(xì)胞內(nèi)鋅離子熒光變化我們可以快速的鑒別細(xì)胞的凋亡階段，比Annexin