当前位置：
X-MOL 学术
›
J. Am. Chem. Soc.
›
论文详情
Our official English website, www.x-mol.net, welcomes your
feedback! (Note: you will need to create a separate account there.)
Ligand-Directed Photocatalysts and Far-Red Light Enable Catalytic Bioorthogonal Uncaging inside Live Cells
Journal of the American Chemical Society ( IF 14.4 ) Pub Date : 2023-03-07 , DOI: 10.1021/jacs.2c10655 Julia E Rosenberger 1 , Yixin Xie 1 , Yinzhi Fang 1 , Xinyi Lyu 1 , William S Trout 1 , Olga Dmitrenko 1 , Joseph M Fox 1
Journal of the American Chemical Society ( IF 14.4 ) Pub Date : 2023-03-07 , DOI: 10.1021/jacs.2c10655 Julia E Rosenberger 1 , Yixin Xie 1 , Yinzhi Fang 1 , Xinyi Lyu 1 , William S Trout 1 , Olga Dmitrenko 1 , Joseph M Fox 1
Affiliation
|
Described are ligand-directed catalysts for live-cell, photocatalytic activation of bioorthogonal chemistry. Catalytic groups are localized via a tethered ligand either to DNA or to tubulin, and red light (660 nm) photocatalysis is used to initiate a cascade of DHTz oxidation, intramolecular Diels–Alder reaction, and elimination to release phenolic compounds. Silarhodamine (SiR) dyes, more conventionally used as biological fluorophores, serve as photocatalysts that have high cytocompatibility and produce minimal singlet oxygen. Commercially available conjugates of Hoechst dye (SiR-H) and docetaxel (SiR-T) are used to localize SiR to the nucleus and microtubules, respectively. Computation was used to assist the design of a new class of redox-activated photocage to release either phenol or n-CA4, a microtubule-destabilizing agent. In model studies, uncaging is complete within 5 min using only 2 μM SiR and 40 μM photocage. In situ spectroscopic studies support a mechanism involving rapid intramolecular Diels–Alder reaction and a rate-determining elimination step. In cellular studies, this uncaging process is successful at low concentrations of both the photocage (25 nM) and the SiR-H dye (500 nM). Uncaging n-CA4 causes microtubule depolymerization and an accompanying reduction in cell area. Control studies demonstrate that SiR-H catalyzes uncaging inside the cell, and not in the extracellular environment. With SiR-T, the same dye serves as a photocatalyst and the fluorescent reporter for microtubule depolymerization, and with confocal microscopy, it was possible to visualize microtubule depolymerization in real time as the result of photocatalytic uncaging in live cells.
中文翻译：
配体定向光催化剂和远红光可在活细胞内实现催化生物正交解笼
描述的是用于生物正交化学的活细胞、光催化活化的配体定向催化剂。催化基团通过栓系配体定位到 DNA 或微管蛋白上，红光 （660 nm） 光催化用于引发 DHTz 氧化、分子内 Diels-Alder 反应和消除以释放酚类化合物的级联反应。硅烷胺 （SiR） 染料更常规地用作生物荧光团，用作光催化剂，具有高细胞相容性并产生最少的单线态氧。Hoechst 染料 （SiR-H） 和多西他赛 （SiR-T） 的市售偶联物分别用于将 SiR 定位到细胞核和微管。计算用于协助设计一类新型氧化还原活化光笼，以释放苯酚或微管不稳定剂 n-CA4。在模型研究中，仅使用 2 μM SiR 和 40 μM 光笼即可在 5 分钟内完成解笼。原位光谱研究支持一种涉及快速分子内 Diels-Alder 反应和速率确定消除步骤的机制。在细胞研究中，这种解笼过程在低浓度的光笼 （25 nM） 和 SiR-H 染料 （500 nM） 下都是成功的。解笼 n-CA4 导致微管解聚和伴随的细胞面积减少。对照研究表明，SiR-H 催化细胞内解笼，而不是在细胞外环境中。使用 SiR-T，相同的染料用作光催化剂和微管解聚的荧光报告基因，并且使用共聚焦显微镜，可以实时可视化微管解聚，这是活细胞中光催化解笼的结果。
更新日期：2023-03-07
中文翻译：
配体定向光催化剂和远红光可在活细胞内实现催化生物正交解笼
描述的是用于生物正交化学的活细胞、光催化活化的配体定向催化剂。催化基团通过栓系配体定位到 DNA 或微管蛋白上，红光 （660 nm） 光催化用于引发 DHTz 氧化、分子内 Diels-Alder 反应和消除以释放酚类化合物的级联反应。硅烷胺 （SiR） 染料更常规地用作生物荧光团，用作光催化剂，具有高细胞相容性并产生最少的单线态氧。Hoechst 染料 （SiR-H） 和多西他赛 （SiR-T） 的市售偶联物分别用于将 SiR 定位到细胞核和微管。计算用于协助设计一类新型氧化还原活化光笼，以释放苯酚或微管不稳定剂 n-CA4。在模型研究中，仅使用 2 μM SiR 和 40 μM 光笼即可在 5 分钟内完成解笼。原位光谱研究支持一种涉及快速分子内 Diels-Alder 反应和速率确定消除步骤的机制。在细胞研究中，这种解笼过程在低浓度的光笼 （25 nM） 和 SiR-H 染料 （500 nM） 下都是成功的。解笼 n-CA4 导致微管解聚和伴随的细胞面积减少。对照研究表明，SiR-H 催化细胞内解笼，而不是在细胞外环境中。使用 SiR-T，相同的染料用作光催化剂和微管解聚的荧光报告基因，并且使用共聚焦显微镜，可以实时可视化微管解聚，这是活细胞中光催化解笼的结果。
京公网安备 11010802027423号