Design of fluorescent probes for dynamic analysis of polysufides and proteins modified by polysulfidation

前年までに、3’-O-(2-nitrobenzenesulfonyl)-fluoresceinがポリスルフィド（H2Sn, n≧2）蛍光プローブと機能することを見出している。しかし、細胞内のH2Snおよびポリスルフィド化タンパク質の動態を解析するためには、選択性だけでなく定量性のより高いレシオメトリーに資する蛍光プローブの開発が不可欠である。そこで、FRET型蛍光プローブの設計開発に着手した。その候補化合物として、まず、7-hydroxycoumarin-4-acetic acidとO-(2-nitrobenzenesulfonyl)-rhodolとの複合体1に着目した。クマリン部位の吸収波長335 nmを励起光として用いても1は蛍光を示さなかった。しかし、H2S2を添加すると、濃度依存的に540 nmの蛍光が増大し、FRET型蛍光プローブとして機能することを見出した。蛍光プローブ1はH2Sn以外の活性硫黄種や活性酸素種には応答を示さず、H2Snに対して高選択的であった。また、1のクマリン部位の水酸基をアセチル化した2は細胞内への透過性も高く、HeLa細胞内のH2Snを高感度に検出できた。しかし、1はFRET型蛍光プローブとして特性を有するが、レシオメトリーには利用できなかった。そこで、7-hydroxycoumarin-3-carboxylic acidとO-(2-nitrobenzenesulfonyl)-rhodolとの複合体2を合成し、その蛍光特性を評価した。その結果、クマリン部位の吸収波長410 nmを励起光として用いると、2自身は470 nmに蛍光応答を示し、H2S2を添加すると濃度依存的に470 nmの蛍光が減少するとともに540nmの蛍光が増大した。つまり、2がFRET二波長型H2Sn蛍光プローブとしてレシオメトリーに活用できることが明らかとなった。

前年までに、3’-O-(2-nitrobenzenesulfonyl)-fluoresceinがポリスルフィド（H2Sn, n≧2）蛍光プローブと機能することを見出している。しかし、細胞内のH2Snおよびポリスルフィド化タンパク質の動態を解析するためには、選択性だけでなく定量性のより高いレシオメトリーに資する蛍光プローブの開発が不可欠である。そこで、FRET型蛍光プローブの設計開発に着手した。その候補化合物として、まず、7-hydroxycoumarin-4-acetic acidとO-(2-nitrobenzenesulfonyl)-rhodolとの複合体1に着目した。クマリン部位の吸収波長335 nmを励起光として用いても1は蛍光を示さなかった。しかし、H2S2を添加すると、濃度依存的に540 nmの蛍光が増大し、FRET型蛍光プローブとして機能することを見出した。蛍光プローブ1はH2Sn以外の活性硫黄種や活性酸素種には応答を示さず、H2Snに対して高選択的であった。また、1のクマリン部位の水酸基をアセチル化した2は細胞内への透過性も高く、HeLa細胞内のH2Snを高感度に検出できた。しかし、1はFRET型蛍光プローブとして特性を有するが、レシオメトリーには利用できなかった。そこで、7-hydroxycoumarin-3-carboxylic acidとO-(2-nitrobenzenesulfonyl)-rhodolとの複合体2を合成し、その蛍光特性を評価した。その結果、クマリン部位の吸収波長410 nmを励起光として用いると、2自身は470 nmに蛍光応答を示し、H2S2を添加すると濃度依存的に470 nmの蛍光が減少するとともに540nmの蛍光が増大した。つまり、2がFRET二波長型H2Sn蛍光プローブとしてレシオメトリーに活用できることが明らかとなった。