活细胞内特异性检测与标记蛋白亚磺酸的分子荧光探针构筑及成像研究

Oxidative protein thiol modifications have been implicated in a variety of cellular redox signaling transduction. However, there are rare methods for specific detection of protein thiols and their oxidative modifications, especially for protein sulfinic acid. Fluorescent probes and labeling technology are effective tools to reveal the structure, function and interaction of the proteins. Based on the specific reaction of the sulfinic acid and the intramolecular charge transfer (ICT) sensing mechanism, this project is to develop novel small molecule fluorescent probes and fluorescent tags with specificity, and expect they would be directly applied to protein sulfinic acid detection and labeling in living cells, thus facilitating understanding the physiological function of protein sulfinic acid in vivo.

蛋白质巯基的氧化修饰与细胞内氧化还原信号转导有着密切的关系。当前检测蛋白巯基及其氧化中间体的手段较为缺乏，尤其对于蛋白亚磺酸，迄今为止，还没有关于其在活细胞内检测与标记方法的报道。荧光探针与荧光标记技术是研究、揭秘生命体内蛋白质的结构、功能和相互作用的有效工具之一。本项目依据亚磺酸的特异性反应及荧光探针的分子内电荷转移（ICT）的发光机理，提出了蛋白亚磺酸小分子荧光探针的设计、合成以及利用荧光染料标记蛋白亚磺酸的思路，并期望能够直接应用于活细胞内蛋白亚磺酸的实时监测及荧光标记，从而进一步促进和方便对蛋白亚磺酸生理功能的深入研究。

蛋白质巯基的氧化修饰与细胞内氧化还原信号转导有着密切的关系。当前检测蛋白巯基及其氧化中间体的手段较为缺乏，尤其对于蛋白亚磺酸。荧光探针与荧光标记技术是研究、揭秘生命体内蛋白质的结构、功能和相互作用的有效工具之一。本项目围绕该研究任务，发展了4类不同骨架分子的小分子化合物库用于构建活细胞内蛋白后修饰产物（蛋白亚磺酸）的成像分析策略，包括亚砜基化合物库、砜基化合物库、双键类化合物库、各类含羟基或氨基荧光团化合物库及由其衍生的探针。从中筛选出了2种小分子荧光探针，用于蛋白亚磺酸的特异性荧光检测与标记，构建活细胞内蛋白亚磺酸成像分析策略，完成了项目任务书中所提出的计划任务。同时，在原有计划基础上，项目又扩展得到了一系列能够检测含巯基蛋白及其氧化后修饰产物、次生代谢产物、蛋白酶活性检测的系列分子荧光探针，用于生物体内的靶标分析物检测及代谢研究。在该项目资助下，发表研究论文14篇，会议论文6篇，授权发明专利4件。协助培养博士后1名，博士研究生4名，培养/协助培养硕士研究生10余名。