Glutation S-transferaser (GST) är ett av de viktigaste avgiftningsenzymerna i fas II. Det uppnår avgiftning genom att katalysera den nukleofila attacken av glutation (GSH) på det elektrofila mitten av målsubstratet, öka dess hydrofilicitet för att underlätta dess transport och exocytos.

Jämfört med vanliga motsvarigheter, GST är ofta överuttryckt i olika cancerformer, och anses därför vara en signifikant markör för multiresistenta cancerformer. På grund av deras djupare penetration, lägre bakgrundsfluorescens, och bekväm in vivo-avbildning, nära-infraröda (NIR) fluorescerande prober uppvisar högre användbarhet.

Nyligen, Prof. Han Kelis grupp och Prof. Piao Hailongs grupp från Dalian Institute of Chemical Physics (DICP) vid den kinesiska vetenskapsakademin och deras medarbetare fann att den holistiska igenkänningsprestandan hos en fluorescerande sond för GST inte bara reglerades av igenkänningsenheten i traditionell mening, men också nära besläktad med fluoroforens elektronbrist.

Denna studie publicerades i Kemivetenskap den 21 sept.

Forskarna introducerade NIR-fluoroforen HCy med en positiv laddning för att ersätta den ursprungliga två-fotonfluoroforen NI med serien av igenkänningsenheter oförändrade. De fann att alla Hcy-baserade prober visade starkare reaktivitet än motsvarande NI-baserade.

"Vi trodde att detta fenomen berodde på fluoroforens högre elektronbrist förutom dess högre hydrofilicitet, " sa prof. Han.

De resulterande praktiska sonderna i HCy-serien var de med svagare elektronbortdragande igenkänningsenheter jämfört med NI3, vilket gav position 4 ett starkare –CN. Detta omkullkastade –CN som huvudnyckel för alla praktiska GST-sonder i tidigare litteratur.

Under tiden, under den signalförstärkande effekten av detta fenomen, selektivitetsskillnaden mot olika GST-isoenzymer som utlösts av reaktivitetsskillnaden mellan receptorenheterna kunde nu urskiljas. Efterföljande avbildning resulterar i celler, vävnader och levande möss bekräftade HCy2 och HCy9s praktiska funktion för att detektera GST.

Dessutom, även om den fluorescerande avkänningen av NIR-sonder ansågs vara svår att modulera genom fotoinducerad elektronöverföring (PET), forskare bevisade att avkänningsmekanismen för HCy-baserade sonder verkligen är PET, och eletrofiliciteten skulle också i sin tur påverka effektiviteten av fluorescerande avkänning.

Detta arbete ger en välgörande inspiration och referens för att utforma fluorescerande prober heltäckande.