基于GSH响应的小分子近红外荧光探针的合成文献综述

 2022-12-18 17:01:24

开题报告内容:

一、课题背景

细胞内的小分子巯基化合物主要包括半胱氨酸(Cys),同型半胱氨酸(Hcy),谷胱甘肽(GSH)等小分子, 其中谷胱甘肽是细胞内含量最高的巯基化合物。这些巯基化合物在生命过程中起着极其重要的作用。它们通过在还原态和氧化态之间建立一个平衡点而维持着生命体系的氧化还原动态平衡。。巯基化合物在生物体内有着重要的生理功能。它们的含量水平是衡量生物体健康状况的重要标准。

荧光探针具有高灵敏度,高选择性,操作便捷等优点,被广泛应用于检测各种离子和分子。因此,设计合成能够选择性检测细胞内的小分子巯基化合物的荧光探针具有十分重要的科学意义。

谷胱甘肽(GSH),是真核细胞内最丰富的非蛋白硫醇,是由甘氨酸、半脱氨酸及谷氨酸盐所组成的H肤酶类。作为一种还原剂,GSH通常作为调节细胞内氧化还原状态的主要的抗氧化剂而发挥作用。谷胱甘肽作为最主要的氧化还原调节器,紧密地控制着细胞内的氧化还原平衡,同时也与药物耐药紧密相关。

GSH的生理功能主要包括:保护细胞免受ROS等氧化剂的损害,解除外源性或内源性的毒素作用,储存半脫氨酸,协助雌激素类、白三烯类、前列腺素类的新陈代谢,铜和铁的转运以及信号转导等,其中最主要的功能就是作为还原剂及抗氧化剂以清除细胞内异源物质及维持细胞内的氧化还原平衡。细胞在进化过程中发展出了复杂的机制来应对氧化性应激产生的过多的ROS以维持细胞内氧化还原平衡状态。主要的调控机制就是由细胞内GSH的SH基团的还原性及亲核特性而发挥作用。GSH广为人知的功能是其抗毒性物质的能力,如外源性的亲电子物质或内源性的如氧化性新陈代谢过程中产生的ROS。近二十年来,GSH在癌细胞中所起的生化作用获得越来越多的重视。除了以上提及的生理功能外,癌细胞中的GSH还发挥着一些重要的作用:癌症发生机制;抗细胞毒性药物、放射治疗及细胞因子作用;DNA合成以及细胞增殖等。GSH对癌细胞抗自由基、R0S及亲电子物质等方面起着关键的作用,换句话说,癌细胞内GSH浓度的高低决定着癌细胞对放疗和药物诱导的细胞毒性的敏感性。由此可得出以下结论:癌细胞内GSH清除能够有效地增强化疗和放疗治疗的有效性。

在目前,GSH清除与化疗或放疗反应之间的关系已在多种肿瘤细胞内得到检验,并成为当前的研究热点。细胞内谷胱甘肽生化功能失调已被在多种肿瘤细胞内观察到。除了上述谷胱甘肽对细胞抗氧化还原反应的保护作用外,尤其在肿瘤细胞内,谷胱甘肽对肿瘤细胞抗拒氧化还原平衡紊乱,还有逃避细胞调亡,多药耐药及放疗耐药等功能方面同样发挥着重要的作用。増加的细胞内谷胱甘肽水平与抗化疗耐药的紧密关联性已经在诸如顺铂、烷化剂类、蔥环类、多柔比星及砒霜等药物治疗中得到证实。

荧光探针指在紫外-可见-近红外区有特征荧光,并且其荧光性质(激发和发射波长、强度、寿命、偏振等)可随所处环境的性质,如极性、折射率、粘度等改变而灵敏地改变的一类荧光性分子。目前,在生物研究中,常利用荧光探针与核酸(DNA/RNA)、蛋白质或其他大分子结构发生非共价相互作用,使其荧光性质发生改变,发出特异性荧光,通过检测这些荧光信号,达检测生物体中某种物质变化的目的。

  1. 要解决的问题

1.设计探针的合成路线

2.完成探针合成部分

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