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trans-Stilbenoids with Extended Fluorescence Lifetimes for the Characterization of Amyloid Fibrils
ACS Omega ( IF 3.7 ) Pub Date : 2017-08-18 00:00:00 , DOI: 10.1021/acsomega.7b00535 Jun Zhang 1 , Alexander Sandberg 1 , Xiongyu Wu 1 , Sofie Nyström 1 , Mikael Lindgren 2 , Peter Konradsson 1 , Per Hammarström 1
ACS Omega ( IF 3.7 ) Pub Date : 2017-08-18 00:00:00 , DOI: 10.1021/acsomega.7b00535 Jun Zhang 1 , Alexander Sandberg 1 , Xiongyu Wu 1 , Sofie Nyström 1 , Mikael Lindgren 2 , Peter Konradsson 1 , Per Hammarström 1
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It was previously reported that two naphthyl-based trans-stilbene probes, (E)-4-(2-(naphthalen-1-yl)vinyl)benzene-1,2-diol (1) and (E)-4-(2-(naphthalen-2-yl)vinyl)benzene-1,2-diol (3), can bind to both native transthyretin (TTR) and misfolded protofibrillar TTR at physiological concentrations, displaying distinct emission maxima bound to the different conformational states (>100 nm difference). To further explore this amyloid probe scaffold to obtain extended fluorescence lifetimes, two new analogues with expanded aromatic ring systems (anthracene and pyrene), (E)-4-(2-(anthracen-2-yl)vinyl)benzene-1,2-diol (4) and (E)-4-(2-(pyren-2-yl)vinyl)benzene-1,2-diol (5), were synthesized employing the palladium-catalyzed Mizoroki–Heck reaction. (E)-4-Styrylbenzene-1,2-diol (2), 3, 4, and 5 were investigated with respect to their photophysical properties in methanol and when bound to insulin, lysozyme, and Aβ1-42 fibrils, including time-resolved fluorescence measurements. In conclusion, 4 and 5 can bind to both native and fibrillar TTR, becoming highly fluorescent. Compounds 2–5 bind specifically to insulin, lysozyme, and Aβ1-42 fibrils with an apparent fluorescence intensity increase and moderate binding affinities. The average fluorescence lifetimes of the probes bound to Aβ1-42 fibrils are 1.3 ns (2), 1.5 ns (3), 5.7 ns (4), and 29.8 ns (5). In summary, the variable aromatic moieties of the para-positioned trans-stilbenoid vinyl-benzene-1,2-diol with benzene, naphthalene, anthracene, and pyrene showed that the extended conjugated systems retained the amyloid targeting properties of the probes. Furthermore, both the anthracene and pyrene moieties extensively enhanced the fluorescence intensity and prolonged lifetimes. These attractive probe properties should improve amyloid detection and characterization by fluorescence-based techniques.
中文翻译：
具有延长的荧光寿命的反式-类胡萝卜素用于淀粉样蛋白原纤维的表征
以前有报道说，两个基于萘基的反式-苯乙烯探针（E）-4-（2-（萘-1-基）乙烯基）苯-1,2-二醇（1）和（E）-4-（ 2-（萘-2-基）乙烯基）苯-1,2-二醇（3）在生理浓度下可以结合天然运甲状腺素蛋白（TTR）和折叠错误的原纤维TTR，显示出与不同构象态结合的独特发射最大值（差异> 100 nm）。为了进一步探索这种淀粉样蛋白探针支架以获得延长的荧光寿命，使用了两个具有扩展的芳香环系统的新类似物（蒽和pyr），（E）-4-（2-（蒽-2-基）乙烯基）苯-1,2 -二醇（4）和（E）-4-（2-（吡喃-2-基）乙烯基）苯-1,2-二醇（5），是通过钯催化的Mizoroki-Heck反应合成的。（ê）-4-苯乙烯基苯-1,2-二醇（2），3，4，和5分别相对于在甲醇中研究了它们的光物理性质，并且当结合到胰岛素，溶菌酶，和Aβ1-42原纤维，包括时分辨荧光测量。总之，4和5可以与天然TTR和原纤维TTR结合，变得高度荧光。化合物2–5与胰岛素，溶菌酶和Aβ1-42原纤维特异性结合，具有明显的荧光强度增加和中等结合亲和力。与Aβ1-42原纤维结合的探针的平均荧光寿命为1.3 ns（2），1.5 ns（3），5.7 ns（4）和29.8 ns（5）。总之，对位反式的可变芳族部分与苯，萘，蒽和pyr的-类-类苯乙烯基乙烯基苯-1,2-二醇表明，扩展的共轭体系保留了探针的淀粉样蛋白靶向特性。此外，蒽和pyr部分都大大增强了荧光强度并延长了寿命。这些引人注目的探针特性应可通过基于荧光的技术改善淀粉样蛋白的检测和表征。
更新日期：2017-08-18
中文翻译：
具有延长的荧光寿命的反式-类胡萝卜素用于淀粉样蛋白原纤维的表征
以前有报道说，两个基于萘基的反式-苯乙烯探针（E）-4-（2-（萘-1-基）乙烯基）苯-1,2-二醇（1）和（E）-4-（ 2-（萘-2-基）乙烯基）苯-1,2-二醇（3）在生理浓度下可以结合天然运甲状腺素蛋白（TTR）和折叠错误的原纤维TTR，显示出与不同构象态结合的独特发射最大值（差异> 100 nm）。为了进一步探索这种淀粉样蛋白探针支架以获得延长的荧光寿命，使用了两个具有扩展的芳香环系统的新类似物（蒽和pyr），（E）-4-（2-（蒽-2-基）乙烯基）苯-1,2 -二醇（4）和（E）-4-（2-（吡喃-2-基）乙烯基）苯-1,2-二醇（5），是通过钯催化的Mizoroki-Heck反应合成的。（ê）-4-苯乙烯基苯-1,2-二醇（2），3，4，和5分别相对于在甲醇中研究了它们的光物理性质，并且当结合到胰岛素，溶菌酶，和Aβ1-42原纤维，包括时分辨荧光测量。总之，4和5可以与天然TTR和原纤维TTR结合，变得高度荧光。化合物2–5与胰岛素，溶菌酶和Aβ1-42原纤维特异性结合，具有明显的荧光强度增加和中等结合亲和力。与Aβ1-42原纤维结合的探针的平均荧光寿命为1.3 ns（2），1.5 ns（3），5.7 ns（4）和29.8 ns（5）。总之，对位反式的可变芳族部分与苯，萘，蒽和pyr的-类-类苯乙烯基乙烯基苯-1,2-二醇表明，扩展的共轭体系保留了探针的淀粉样蛋白靶向特性。此外，蒽和pyr部分都大大增强了荧光强度并延长了寿命。这些引人注目的探针特性应可通过基于荧光的技术改善淀粉样蛋白的检测和表征。
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