J. Am. Chem. Soc.|多色可激活拉曼探針同時檢測多種酶的活性

2021-01-11 DrugAI

大家好，今天給大家推薦一篇發表在JACS上的文章，Multicolor Activatable Raman Probes for Simultaneous Detection of Plural Enzyme Activities。文中作者開發了一系列可以被糖苷酶、氨肽酶激活的拉曼探針，用於細胞內酶活性鑑定與成像。文章的通訊作者是來自東京大學的Yasuyuki Ozeki教授和Mako Kamiya教授。Ozeki教授主要從事生物光子學等方面的研究，Kamiya教授主要從事用於生物和醫學研究的新型小分子光學工具開發。

拉曼顯微鏡可以通過檢測化學鍵的振動來表徵分子種類，已成為一種不需要標記就能表徵細胞生化成分的重要成像方式。近年來電子預共振受激拉曼光譜由於其高信噪比、窄譜線寬度等優勢，被廣泛應用於生物成像之中。其空間解析度可與典型的共聚焦螢光顯微鏡相媲美，適用於觀察細胞中的低豐度分子。但是，現有的拉曼探針大多顯示恆定的拉曼信號強度，因此其應用僅限於標記標籤。雖然有一些報導稱,拉曼探針顯示可以通過外部添加試劑改變拉曼信號, 研究者們普遍認為拉曼信號不能被開啟或關閉。因此，能夠與內源性生物靶標反應並在生理條件下顯示增加拉曼信號的可激活型拉曼探針尚未開發出來。

由於泵浦光源的波長通常在800-900nm，作者認為當拉曼探針分子的電子躍遷頻率從可見光區域移動至近紅外區時，其信號將會有一個明顯的增強，作者認為可以通過改變探針的電子躍遷頻率來實現拉曼信號的激活。由於氰基位於9號位的氧雜蒽衍生物在細胞靜默區（1800-2800cm-1）有很明顯的拉曼吸收，作者設計了一系列基於氧雜蒽的骨架並從中篩選到了適合應用於上述激活設計的探針。探針連接有對應酶的底物短肽或糖基時，由於分子吸收光譜的改變，導致它拉曼信號很低。當探針被對應的酶作用後，連接的底物被切割，從而釋放出具有高拉曼活性的骨架，在特定波長產生較強的拉曼信號。從而實現了利用拉曼探針對酶活性的檢測。在氰基上使用同位素改變拉曼信號的波長並更換不同的底物即可實現利用此探針對多種酶進行同時成像。隨後作者將該探針應用到了活細胞中，實現了在細胞內對四種酶的同時成像。

綜上，作者發展了一系列能夠對酶活進行檢測的電子預共振受激拉曼探針，實現了在活細胞中同時檢測多種酶的活性。

本文作者：Guo ZH責任編輯：LYP原文連接：https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/jacs.0c09200文章引用：DOI：10.1021/jacs.0c09200

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