光敏掩蔽基團實時原位控制生物分子活性的研究.pdf

1、光敏掩蔽基團由于可以在較為精確的時間與空間位置調控活細胞或組織中的生物學過程己成為化學生物學領域的前沿課題之一。本論文首先概述了光敏掩蔽基團(包括單、雙光子掩蔽基團)的研究進展以及在生物體系中的應用。鑒于目前的掩蔽基團普遍存在著水溶性不佳、光解速度較慢、掩蔽及恢復效率較低等缺陷，本研究以香豆素類、喹啉類掩蔽基團為基礎，通過對其側鏈的修飾以提高各方面的理、化性質，同時進一步將這些掩蔽基團應用于生命體系。
　　 通過改變8-溴-7-

2、羥基-2-甲基喹啉(BHQ)側鏈羥基和溴的位置以及加入芳香族的雜環(huán)，設計合成了一系列BHQ的衍生物。物理、化學性質檢測發(fā)現在這些衍生物中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。這些性質的改善使其更適合于在生理條件下掩蔽生物活性分子。同時，這種引入雜環(huán)取代鹵素的方法為改善其它類掩蔽基團的性質提供了一種普適的策略。
　　 香豆素、喹啉類掩蔽基團被進一步用于在生命體系內實時、

3、原位地控制凝血酶蛋白的適體及綠色熒光蛋白的活性。通過非定點掩蔽的方法，掩蔽基團可以簡便、快速的與核酸類物質連接。測試結果表明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蛋白的結合，同時在很短的光解時間內(30s)實時、原位的恢復其功能。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)現可以通過光活化的方法實時原位地控制綠色熒光蛋

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