新型金纳米探针用于活细胞内谷胱甘肽的检测以及胰高血糖素原磷酸化精氨酸位点的验证

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谷胱甘肽(GSH)是生物体内重要的抗氧化剂,参与一系列的细胞生命活动,被认为是癌症、阿尔茨海默症等多种疾病的生物标志物。发展一种简单、有效的方法检测细胞内GSH的含量,在研究细胞功能、疾病诊断等方面具有重要的意义。本论文构建了基于双官能团小分子修饰的金纳米探针(Au@PLL-AEDP-FITC),用于活细胞内GSH的检测。通过合成含有二硫键的双官能团小分子(AEDP),将荧光分子和金纳米粒子相连,完成荧光淬灭的Au@PLL-AEDP-FITC的构建。利用GSH的巯基与二硫键交换反应,二硫键断裂,荧光信号恢复,从而实现对GSH的检测。该方法对GSH检测的线性范围为1 × 10-8~1.8×10-7 M,检出限低至5.07×10-9M,对GSH具有高选择性,能够在复杂生物体系中对GSH进行定量检测。Au@PLL-AEDP-FITC表面带有大量的正电荷,有助于其进入细胞,并成功应用于HeLa细胞的GSH荧光成像。与其他GSH检测方法相比,该方法操作简单、成本低廉且具有高灵敏度和高选择性,在监测活细胞内GSH浓度的变化和细胞成像方面有着一定的应用前景。蛋白质磷酸化在细胞信号转导、蛋白质合成等生命活动中发挥着至关重要的作用。精氨酸、组氨酸和赖氨酸侧链上发生的N-磷酸化由于形成的P-N键在酸性介质和较高温度下不稳定,导致其研究进展缓慢。对精氨酸磷酸化修饰(pArg)蛋白的研究直到近几年才在原核生物中有了重大的突破,在枯草芽孢杆菌中鉴定到134个精氨酸磷酸化修饰蛋白和217个pArg修饰位点,这些pArg修饰位点涉及应激反应、蛋白质降解以及细胞运动等过程。而目前针对真核细胞中的pArg修饰的研究寥寥无几。本课题组前期在对Jurkat细胞中N-磷酸化蛋白及位点鉴定的工作中,发现胰高血糖素原的RHDEFER序列上Arg71和His72两者之中存在N-磷酸化修饰,但是具体是Arg71还是His72,还不确定。因此,本论文研究围绕着磷酸化多肽的化学合成及质谱检测展开,对胰高血糖素原上的N-磷酸化位点进行验证。通过磷酰胺钾盐PPA磷酸化多肽,将分离纯化得到的磷酸化组氨酸多肽(RpH72DEFER)进行Nano LC-MS/MS检测。所获得的质谱数据与之前鉴定到N-磷酸化修饰的多肽质谱数据不匹配,验证了胰高血糖素原的RHDEFER序列上发生N-磷酸化修饰位点的是精氨酸(Arg71),而不是组氨酸(His72)。Arg71是激素原转化酶的重要切割位点,该位点发生N-磷酸化修饰可能影响着后续胰高血糖素等产物的释放。因此,对该磷酸化精氨酸位点的验证具有重要意义,为后续探究pArg修饰在糖代谢中发挥的作用提供了研究基础。
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