基于双色正交探针用于活细胞内错误蛋白质的产生及降解的研究

Quantitative detection and tracing the homeostasis of misfolded proteins in living cells is of great significance to understand the emergence and progression of related diseases, especially neurodegenerative diseases. However, it is of great challenging to develop a dynamic tracing technology with high sensitivity, high selectivity and rapid response for studying misfolded proteins in living cells. Here, we propose to develop a quantitative detection method for studying the transient amount of misfolded proteins in living cells with high sensitivity by combining a thiol-reactive near infrared probe with confocal microscopy. Furthermore, a dual-color orthogonal probe would be developed by combing the.thiol-reactive environmental sensitive probe with an amine activatable fluorescence probe for studying the homeostasis of misfolded proteins in living cells. This proposed technology would provide a new platform for studying the emergence and progression of neurodegenerative diseases as well as drug screening and treatment evaluation in living cells. Briefly, this study not only holds great academic value but also has social significance as well as wide prospects for clinical practice.

活细胞内蛋白质错误折叠的产生及其降解的检测与示踪对研究与其相关疾病尤其是神经退化疾病的产生及发展过程具有重要意义。发展高灵敏、高选择性、定量检测示踪技术实现活细胞内蛋白质错误折叠的产生及降解的动态平衡研究是一项极具挑战的任务。本项目拟发展基于环境敏感染料的巯基反应型近红外探针，结合荧光共聚焦显微镜，建立细胞内错误折叠蛋白质高灵敏的检测方法。同时，进一步发展氨基激活式荧光探针，结合巯基反应型环境敏感染料探针构建正交双色荧光探针，发展高灵敏、高选择性、快速的定量示踪技术用于细胞内原位研究错误折叠蛋白质产生及降解的动态平衡，以期为神经退化疾病的产生、发展、药物筛查及诊疗方案评价提供简便实用的新技术平台。总体而言，本项目研究不仅具有重要的科学研究价值，也具有广阔的临床应用价值及重要的社会意义。

活细胞内蛋白质错误折叠的产生及其降解的检测与示踪对研究与其相关疾病尤其是神经退化疾病的产生及发展过程具有重要意义。项目以活细胞内蛋白质错误折叠的产生及其降解的检测与示踪为研究对象，通过化学合成及遗传表达策略，发展高灵敏、高选择性、定量检测示踪技术，以期实现活细胞及活体内生物大分子的成像、蛋白质错误折叠的产生及降解的动态平衡的研究。项目执行期间，利用化学合成的方法，设计了高对比度的反应型荧光光声探针，用于细胞及活体内肿瘤标志物去乙酰化组蛋白酶的特异性性成像及乙酰化组蛋白介导的药物释放用于肿瘤特异性治疗；进一步构建了环境敏感染料用于细胞内脂滴自噬的激活式成像，同时利用遗传表达策略，发展了高灵敏的生物传感技术实现了细胞内小分子及RNA大分子的单分子成像与示踪。项目执行期间，共发表SCI源刊物发表论文8篇，其中IF>5论文6篇，均标注本项目基金资助，包括J. Am. Chem. Soc （1），Angew. Chem. Int. Ed（2），Chem. Sci.（1），Anal. Chem.（1），ACS Chem. Biol.（1），Chem. Commun. (1), ChemBioChem (1), 申请国家发明专利2项。