段春迎教授團(tuán)隊(duì)在缺氧條件下快速檢測(cè)硝基還原酶研究新進(jìn)展
缺氧與腫瘤的各種生理活動(dòng)密切相關(guān)，缺氧伴隨著許多相關(guān)酶表達(dá)量上升，硝基還原酶（NTR）與缺氧的程度直接相關(guān)，定量檢測(cè)硝基還原酶對(duì)于癌癥的診斷具有重要的指導(dǎo)作用。在硝基還原酶還原底物過(guò)程中，輔酶NADH和硝基底物均參與反應(yīng)，表現(xiàn)出雙底物催化過(guò)程。現(xiàn)有的硝基還原酶小分子熒光探針具有較高的靈敏度，為腫瘤的檢測(cè)提供依據(jù)，由于硝基還原酶酶促反應(yīng)過(guò)程與NADH濃度相關(guān)，發(fā)展輔因子-底物的主-客體超分子探針，開(kāi)發(fā)硝基還原酶快速檢測(cè)的新方法成為研究熱點(diǎn)。??
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近日，精細(xì)化工國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室段春迎教授團(tuán)隊(duì)提出了一種基于輔因子-底物的主-客體超分子探針策略，用于硝基還原酶的快速定量檢測(cè)。主體部分為輔酶NADH模擬物M3L3型金屬-有機(jī)大環(huán)Zn-MPB，包合客體底物形成1：1的主-客體超分子探針，其還原過(guò)程不依賴(lài)NADH濃度，反應(yīng)過(guò)程中電子傳遞速率提高。將硝基還原酶的雙底物催化還原過(guò)程優(yōu)化為單底物催化還原過(guò)程，縮短了反應(yīng)時(shí)間。輔因子-底物超分子熒光探針的熒光強(qiáng)度只與硝基還原酶濃度線性相關(guān)，不隨時(shí)間變化，實(shí)現(xiàn)了對(duì)硝基還原酶的快速定量檢測(cè)。細(xì)胞測(cè)試表明超分子探針對(duì)細(xì)胞的成像效果明顯，在1 min之內(nèi)即可實(shí)現(xiàn)對(duì)缺氧細(xì)胞的快速熒光成像。超分子探針對(duì)活體荷瘤小鼠瘤體熒光成像在10 min內(nèi)可達(dá)到平衡，輔因子-底物超分子熒光探針具有快速響應(yīng)硝基還原酶的能力。
這項(xiàng)研究提出了一種輔因子-底物超分子熒光探針策略，極大的促進(jìn)了探針對(duì)酶響應(yīng)的效率，為仿生催化、腫瘤的早期診斷及前藥的激活提供了新思路。相關(guān)研究成果近期發(fā)表在Angew. Chem. Int. Ed.?2020, 59,?6021-6027，該文章第一作者為焦揚(yáng)副教授，通訊作者為段春迎教授。以上工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金國(guó)際(地區(qū))合作交流項(xiàng)目、國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目和大連理工大學(xué)的大力資助。
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