华东理工大学最新文章：监测细胞内氧化还原代谢状态的遗传编码荧光探针

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基于荧光蛋白的探针成像是近年来生命科学和医学领域迅速发展的一种分析检测技术.由于这些荧光探针实现了在活细胞内实时、动态地监测生物学过程,从而革命性地改变了生命科学研究.相对于化学小分子荧光探针,遗传编码的荧光蛋白探针在精确定位亚细胞结构、消除人为干扰以及活体应用方面,存在显著的优势.

长久以来,NADH/NAD+和NADPH/NADP+的检测主要依赖细胞裂解的酶循环法、色谱法、电化学法、毛细管电泳法以及代谢物间接指示法. 然而,这些方法不仅破坏了细胞或生物体的完整性, 也易在抽提过程中引入人为干扰. 为了在活细胞或活体水平评价细胞代谢活动,研究者主要利用微弱的NAD(P)H自发荧光(激发:340 nm;发射:450 nm). 由于该信号绝大部分来自线粒体, 因此常被用来评价线粒体的功能.细胞浆中NAD(P)H荧光信号通常只有线粒体的1/5~1/4, 且常混入线粒体信号部分, 使得更加难以测定.

此外,由于NADH和NADPH具有相同的荧光光谱,这种自发荧光分析方法更无法区分NADH和NADPH这两种生物学功能完全不同的代谢物.最近Blacker等人报道,利用荧光寿命成像技术FLIM可以区分结合形式的NADH和NADPH,但是该方式需要高端精密的仪器以及复杂的数学计算,从技术上来讲不是简单的,很难被大多数实验室采用,这样开发原位、高时空分辨地检测NADH/NAD+和NADPH/NADP+代谢的方法显得尤为关键和迫切.

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