J. Am. Chem. Soc. | 检测脂肪酸氧化活性的化学探针

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推荐一篇发表在JACS上的论文Fluorescence-Based Detection of Fatty Acid β‑Oxidation in Cells and Tissues Using Quinone Methide-Releasing Probes，通讯作者是来自九州大学的Akio Ojida教授，主要致力于新型功能性荧光探针的开发。这篇文章开发了一种新的化学探针，用于检测细胞和组织中脂肪酸β-氧化。

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细胞代谢是基本的生物学过程，在维持体内稳态方面发挥着核心作用。其中脂肪酸β-氧化（FAO）是脂质分解代谢的关键过程，通过四种酶促反应将脂肪酸链重复降解为乙酰辅酶A。此代谢过程的异常与许多疾病状态有关，因此检测代谢活性的变化对于理解疾病的发生和发展至关重要。目前已经开发出了用于检测脂肪酸β-氧化代谢活性的荧光探针，该探针含有脂肪酸结构单元，将其作为FAO的荧光底物，它可以释放可以发出荧光的7-羟基香豆素，虽然该探针已成功用于检测活细胞中的FAO活性，但由于香豆素荧光团的发射波长短和荧光强度弱，同时释放的7-羟基香豆素会发生泄漏，在长期延时成像过程中受到限制。
为了克服这些限制，作者在此引入了一种新的化学探针检测活细胞中FAO的活性。该探针含有脂肪酸结构单元，同样作为FAO的底物，并通过代谢反应形成具有反应性的醌甲基化物（QM）。释放的QM能够共价标记细胞内蛋白质，接下来利用探针上生物正交基团来引入荧光团进行成像可视化分析。
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首先作者合成了探针1−3用于检测活细胞中的FAO活性。结果发现将氟引入苯环的探针3，能增加探针的水解稳定性以及生成QM的亲电反应性。接下来作者用探针3孵育活细胞，用4%多聚甲醛固定后与叠氮化的荧光分子进行CuAAC反应，结果显示具有明亮的荧光；当用FAO抑制剂预处理细胞后，荧光信号几乎消失。作者还使用该探针检测了小鼠肝脏中的FAO活性，腹腔注射探针的小鼠其肝脏观察到明亮荧光，而FAO抑制剂处理的小鼠荧光细胞消失。

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总之，本文开发了检测脂肪酸氧化活性的化学探针，可作为脂肪酸代谢研究的有效工具。


本文作者：ZJ

责任编辑：TZY

原文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.3c02043

文章引用：DOI: 10.1021/jacs.3c02043


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