近日，中科院大連化學物理研究所研究員劉宇團隊、樸海龍團隊與山東大學教授劉曉靜合作，通過系統性研究晶體誘導熒光分子結構與熒光之間的構效關系，實現了活細胞內無定型聚集態蛋白質組的靶向識別，為進一步發展此類探針提供了理性設計和改造方案。相關研究成果發表于《德國應用化學》。
蛋白質的錯誤折疊、變性與聚集可引發多種蛋白質構型疾病，如阿爾茨海默病、帕金森病、漸凍人癥等。聚集的相變蛋白質根據其形貌和生化特征又可分為淀粉樣聚集態和無定形聚集態。目前發展的探針大多針對胞外具有特定結構的淀粉樣聚集態，而胞內無定形聚集態蛋白質缺乏清晰的結構信息，極大增加了此類探針分子的設計難度。因此，理性設計能夠在活細胞內選擇性識別無定形聚集態蛋白質的探針分子，對疾病的早期診斷和治療具有積極意義。
合作團隊在前期相變蛋白質探針研究基礎上，從晶體聚集誘導發光骨架二氰基異佛爾酮(DCI)出發，系統性研究了分子結構與熒光之間的構效關系，理性調控探針分子的環境敏感度、結合效力、熒光顏色、胞內成像的信噪比等性質。團隊總結發現，此類探針理性設計存在相關規律，主要體現在對二甲氨基苯基結構能夠提高探針對于極性和黏度的敏感度，并且對于識別無定形蛋白聚集態至關重要;吸電子基團可以調控發射波長;探針分子的兩親性調控影響其胞內成像的信噪比。
基于上述研究，團隊拓展了其他類型聚集誘導發光分子，并論證了上述規律的普適性。同時，利用優化后的探針，觀察到在不同細胞壓力刺激下，胞內蛋白質組所產生聚集態具有不同的形貌特征和位置分布。該研究系統闡釋了無定形蛋白聚集態探針的理性設計方案，對未來該領域設計成像探針、質譜探針和藥物分子提供了新的靶向策略和思路。
標簽： 蛋白質探針
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