半胱氨酸荧光探针的能量计算研究文献综述

文献综述

半胱氨酸（Cys），高半胱氨酸（Hcy）和谷胱甘肽（GSH）等生物硫醇在介导哺乳动物系统中的许多生理和病理过程中起着至关重要的作用[1–3]。许多研究表明，这些生物硫醇的异常水平与许多疾病密切相关。Cys缺陷与生长缓慢，肝损伤，头发色素沉着，皮肤病变，嗜睡和水肿有关。该研究发现血浆中Hcg升高与心血管疾病，阿尔茨海默病和骨质疏松症有关[4] 。

GSH具有抗氧化和自由基介导的损伤的保护能力，并与白细胞丢失，癌症，HIV感染等密切相关[5,6]。因此，GSH水平可作为评估生物体中氧化还原状态和解毒状态的指标[7–9]。因此，开发用于选择性和灵敏检测生物工具的有效方法非常重要，特别是那些可以区分这三种物种的工具。由于其操作简单，非侵入性，高灵敏度和高空间和时间分辨率的优点，荧光检测是检测生物硫醇的首选[10–17]。在过去的十年中，已经报道了大量用于生物硫醇的荧光探针[18–24]。尽管这些探针对生物硫醇表现出比其他氨基酸更好的选择性，但其中大多数不能区分这三种生物硫醇。由于GSH，Cys和Hcy在彼此之间具有密切的相关性，如果荧光探针可以区分其中之一那么非常有意义。然而，由于它们具有类似的结构和反应性，开发用于鉴别这三种生物硫醇的荧光探针是具有挑战性的。在从GSH，Hcy和其他氨基酸中选择性检测Cys时，Cys与丙烯酸酯 - 末端部分的共轭加成/环化已被证明是一种有效的策略，已经被成功证明在典型的发色团如荧光素[13,25]，萘二甲酰亚胺[26]，香豆素[27]，花菁[28]，HBT [29]等[30]中存在。尽管具有价值，值得注意的是，大多数这些报道的探针显示短发射波长（600nm）或相对小的斯托克斯位移（100nm）。

众所周知，用于荧光检测的长波长可以减少背景干扰和对活细胞的光损伤[31–34]。此外，具有大斯托克斯位移的荧光染料可以通过避免由自吸收引起的荧光猝灭和由激发反向散射效应引起的荧光误差来提高检测灵敏度[35,36]。到目前为止，还没有报道基于丙烯酸酯的荧光探针在红/ NIR区域发射和大斯托克斯位移以特异性检测Cys。

1. 参考文献

[1] Z.A. Wood, E. Schroder, J.R. Harris, L.B. Poole,Structure, mechanism andregulation of peroxiredoxins, Trends Biochem. Sci. 28(2003) 32–40.

[2] Y. Suzuki, K. Suda, Y. Matsuyama, S. Era, A. Soejima,Close relationshipbetween redox state of human serum albumin and serum cysteinelevels innon-diabetic CKD patients with various degrees of renal function,Clin.Nephrol. 82 (2014) 320–325.

[3] S.Y. Zhang, C.N. Ong, H.M. Shen, Involvement ofproapoptotic Bcl-2 familymembers in parthenolide-induced mitochondrialdysfunction and apoptosis,Cancer Lett. 211 (2004) 175–188.

[4] S. Shahrokhian, Lead phthalocyanine as a selectivecarrier for preparation of acysteine-selective electrode, Anal. Chem. 73 (2001)5972–5978.