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Sub-organellar mitochondrial hydrogen peroxide observed using a SNAP tag targeted coumarin-based fluorescent reporter
Redox Biology ( IF 10.7 ) Pub Date : 2025-01-20 , DOI: 10.1016/j.redox.2025.103502
Ross Eaglesfield, Erika Fernandez-Vizarra, Erik Lacko, Stuart T. Caldwell, Nikki L. Sloan, Daniel Siciarz, Richard C. Hartley, Kostas Tokatlidis
Redox Biology ( IF 10.7 ) Pub Date : 2025-01-20 , DOI: 10.1016/j.redox.2025.103502
Ross Eaglesfield, Erika Fernandez-Vizarra, Erik Lacko, Stuart T. Caldwell, Nikki L. Sloan, Daniel Siciarz, Richard C. Hartley, Kostas Tokatlidis
Mitochondria are major sites of reactive oxygen species (ROS) production within cells. ROS are important signalling molecules, but excessive production can cause cellular damage and dysfunction. It is therefore crucial to accurately determine when, how and where ROS are produced within mitochondria. Previously, ROS detection involved various chemical probes and fluorescent proteins. These have limitations due to accumulation of the molecules only in the mitochondrial matrix, or the need for a new protein to be expressed for every different species. We report dynamic H2 O2 flux changes within all mitochondrial sub-compartments with striking spatial resolution. We combined specific targeting of self-labeling proteins with novel H2 O2 -reactive probes. The approach is broad-ranging and flexible, with the same expressed proteins loadable with different dyes and sensors. It provides a framework for concomitant analysis of other chemical species, beyond ROS, whose dynamics within mitochondria are yet unknown, without needing to engineer new proteins.
中文翻译:
使用 SNAP 标签靶向基于香豆素的荧光报告基因观察到的亚细胞器线粒体过氧化氢
线粒体是细胞内产生活性氧 (ROS) 的主要部位。ROS 是重要的信号分子,但过量产生会导致细胞损伤和功能障碍。因此,准确确定 ROS 在线粒体内产生的时间、方式和位置至关重要。以前,ROS 检测涉及各种化学探针和荧光蛋白。由于分子仅在线粒体基质中积累,或者需要为每个不同的物种表达新蛋白质,因此这些具有局限性。我们报告了所有线粒体亚区室内的动态 H 2 O 2 通量变化,具有惊人的空间分辨率。我们将自标记蛋白的特异性靶向与新型 H 2 O 2 反应探针相结合。该方法范围广泛且灵活,相同的表达蛋白可使用不同的染料和传感器上样。它为除 ROS 之外的其他化学物质的伴随分析提供了一个框架,这些化学物质在线粒体内的动力学尚不清楚,而无需设计新的蛋白质。
更新日期:2025-01-20
中文翻译:
使用 SNAP 标签靶向基于香豆素的荧光报告基因观察到的亚细胞器线粒体过氧化氢
线粒体是细胞内产生活性氧 (ROS) 的主要部位。ROS 是重要的信号分子,但过量产生会导致细胞损伤和功能障碍。因此,准确确定 ROS 在线粒体内产生的时间、方式和位置至关重要。以前,ROS 检测涉及各种化学探针和荧光蛋白。由于分子仅在线粒体基质中积累,或者需要为每个不同的物种表达新蛋白质,因此这些具有局限性。我们报告了所有线粒体亚区室内的动态 H 2 O 2 通量变化,具有惊人的空间分辨率。我们将自标记蛋白的特异性靶向与新型 H 2 O 2 反应探针相结合。该方法范围广泛且灵活,相同的表达蛋白可使用不同的染料和传感器上样。它为除 ROS 之外的其他化学物质的伴随分析提供了一个框架,这些化学物质在线粒体内的动力学尚不清楚,而无需设计新的蛋白质。