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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,使用记号的荧光检测器大多数是“always-on”型的,这限制了其广泛应用。因此,设定提炼”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(又叫做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,其光诱导型电子无线转到(PET)的特性让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,并将可遗传的打码的肽元素dC10α标记符号在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加盟量的增加,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变量对模型,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与一定量MBP-dC10α反应后的荧光强度随时间变化的拟合图

接下去来,为了能研究性MBP-dC10α与YC23联系的抉择性,小说作品在有害菌裂解液当中用YC23标记图片MBP-dC10α,并将温度因素升至95 ℃且恢复15 min,再展开聚丙乙烯酰胺妇科凝胶电泳(SDS-PAGE)数据分析。可是表现,被标出的软件自测核蛋清长期保持长期保持其晶莹的荧光,以及在退行情况下怎么才能如此这般(图4B)。在神经元裂解液的多样化海洋生物融合物中,低至10 μM的YC23做到可视地标出软件自测核蛋清。图4A与4B的十分可是表明了YC23标出的抉择性,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

在细菌和病毒裂解液中探讨了YC23的选泽性后,小说作家又探索了其在乳期部分动物細胞中的一些性质。小说作家选泽了只都存在于細胞核中的组蛋白质H2B为特定的球蛋白,并将dC10α符号在它的C末段,接着随后,用能呈现关联核蛋白的质粒转染Hela癌细胞,将YC23与Hela神经元联合孵育。最终表明,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内部的核蛋白标志影像

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、产品定位和转运公司兼具重要的应用价值。