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线粒体和溶酶体内源性NO的同时荧光传感

2021-05-19方君如苗俊峰霍莹莹翁嘉劲郭炜

山西大学学报(自然科学版) 2021年2期

方君如,苗俊峰,霍莹莹,翁嘉劲,郭炜

(山西大学 化学化工学院,山西 太原 030006)

0 引言

一氧化氮(NO)是生物体内重要的气体信使分子,在细胞内由L-精氨酸、NADPH和氧气在一氧化氮合成酶的催化下产生[1-5],并在一系列生理系统,如心血管、免疫和中枢神经等,发挥着重要的生理功能[6-8]。研究表明,NO主要产生于细胞内的线粒体[9-10],通过结合细胞色素c氧化酶的血色素基团和调节线粒体内的pH来参与调控呼吸作用和线粒体引起的细胞凋亡[11-12];而且,NO可以穿透线粒体膜而自由扩散到溶酶体中来调节溶酶体相关功能,如细胞自噬[13-15]。然而,不正常的生理条件会导致NO的过量表达,从而引起其下游氧化产物过氧亚硝基(ONOO-)的爆发。ONOO-具有极强的氧化性,能氧化损伤线粒体和溶酶体内的各种生物大分子,导致其功能丧失,从而引发系列疾病,例如癌症、糖尿病、高血压、老年痴呆以及溶酶体贮积症等[4]。尽管如此,由于生物系统的复杂性,许多与NO相关的线粒体和溶酶体功能迄今尚未被揭示[16-17]。因此,开发能特异性传感线粒体和溶酶体内源性NO的荧光探针显得尤为重要。

在过去十几年间,为了监测细胞内NO的变化,大量的NO荧光探针被开发出来。在各种类型的NO荧光探针中,基于邻苯二胺反应基团的NO荧光探针最早被开发,其后被广泛应用,目前已经商业化[18-23]。该类探针对NO的传感机理是:邻苯二胺反应基团在有氧条件下与NO反应生成苯并三氮唑基团,该基团抑制了探针分子的光诱导电子转移猝灭过程(PET),从而导致荧光“关-开”响应[24]。……

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