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双马来酰亚胺BODIPY荧光探针用于蛋白质特异性标记研究进展
发布时间:2020-09-17     作者:zhn   分享到:

双马来酰亚胺BODIPY荧光探针用于蛋白质特异性标记研究进展

用荧光探针对特定的靶蛋白(POI)进行标记已经成为研究蛋白表达、定位和转运的主要方式之一。然而,用在标志的荧光测试探针大多是“always-on”型的,这限制了其广泛应用。因此,设计的镶嵌”turn-on”型荧光探针用于特定蛋白的标记已成为一个研究热点。

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近日,加拿大渥太华大学Jeffrey W. Keillor教授课题组设计合成双马来酰亚胺荧光团4(别名叫YC23,该分子以氟硼二吡咯(BODIPY)为基本骨架,连接上双马来酰亚胺后,其光诱导性自动化变动(PET)的特性导致BODIPY发生荧光淬灭。只有当特定蛋白的巯基与马来酰亚胺发生加成反应后,BODIPY的荧光才能恢复(图1)。作者还将该分子应用于细胞裂解液和哺乳动物中特定蛋白的荧光标记。相关成果以“A green BODIPY-based, super-fluorogenic, protein-specific labelling agent”为题发表在Angew. Chem. Int. Ed.上(DOI: 10.1002/anie.201805482)。


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作者选择了麦芽糖结合蛋白MBP)作为测试蛋白,并将可基因遗传规律数字的肽商品标签dC10α图标在C末端得到MBP-dC10α。接着,作者对MBP-dC10α与YC23的反应进行了研究,结果表明:在与测试蛋白反应之前, YC23显示出可忽略的背景荧光(图2,x轴上的黑线)。随着MBP-dC10α加如量的增加,YC23的荧光强度**增加(图2)。

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随后,作者对25 µM MBP-dC10α与25 µM YC23反应的动力学进行评估,探究其两次加成反应所拟合的函数值模式,结果发现,其主要与二阶模型相匹配,速率常数为868±118 M-1min-1(图3)。


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图3. 定量YC23与按量MBP-dC10α反应后的荧光强度随时间变化的拟合图

现在来,关键在于探究性学习MBP-dC10α与YC23紧密联系的进行性,笔者在有害菌裂解液中使用YC23标记图片MBP-dC10α,并将温升至95 ℃且提升15 min,再确定高分子聚乙烯酰胺凝露电泳(SDS-PAGE)进行分析。结论体现,被箭头的自测蛋清总是增加其敞亮的荧光,恐怕在转性前提条件下可不可以这样(图4B)。在癌细胞裂解液的有难度海洋生物混合式物中,低至10 μM的YC23就可以了可视地箭头自测蛋清。图4A与4B的较结论证明了YC23箭头的采用性,只有目标蛋白被明确标记并发出强烈的荧光


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图4. MBP-dC10α与YC23结合的选择性分析

在杆菌裂解液中探究性了YC23的的可取舍性后,我又探析了其在母乳喂奶哺乳动物肿瘤细胞系中的涉及到性能指标。我的取舍了只产生于肿瘤细胞系核中的组蛋白质H2B为对应蛋白酶,并将dC10α标志在它的C尾端,紧接着,用能理解有关于淀粉酶的质粒转染Hela组织,将YC23与Hela体细胞同样孵育。报告知道,YC23的荧光只存在于细胞核中,证明了其在哺乳动物细胞中具有较好的选择图5)。


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图5. Hela血细胞的蛋白酶标签影像

总结:作者开发了一种用于蛋白标记的新型双马来酰亚胺BODIPY荧光探针,在细菌裂解液和哺乳动物细胞中均能标记特定的蛋白,且具有较高的选择性和稳定性,这对于探究蛋白的表达、分析和集运具有着重要的应用价值。