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Rate of Lipid Peroxyl Radical Production during Cellular Homeostasis Unraveled via Fluorescence Imaging
Journal of the American Chemical Society ( IF 14.4 ) Pub Date : 2017-10-31 00:00:00 , DOI: 10.1021/jacs.7b08036 Lana E. Greene 1 , Richard Lincoln 1 , Gonzalo Cosa 1
Journal of the American Chemical Society ( IF 14.4 ) Pub Date : 2017-10-31 00:00:00 , DOI: 10.1021/jacs.7b08036 Lana E. Greene 1 , Richard Lincoln 1 , Gonzalo Cosa 1
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Reactive oxygen species (ROS) and their associated byproducts have been traditionally associated with a range of pathologies. It is now believed, however, that at basal levels these molecules also have a beneficial cellular function in the form of cell signaling and redox regulation. Critical to elucidating their physiological role is the opportunity to visualize and quantify the production of ROS with spatiotemporal accuracy. Armed with a newly developed, extremely sensitive fluorogenic α-tocopherol analogue (H4BPMHC), we report herein the observation of steady concentrations of lipid peroxyl radicals produced in live cell imaging conditions. Imaging studies with H4BPMHC indicate that the rate of production of lipid peroxyl radicals in HeLa cells under basal conditions is 33 nM/h within the cell. Our work further provides indisputable evidence on the antioxidant role of Vitamin E, as lipid peroxidation was suppressed in HeLa cells both under basal conditions and in the presence of Haber–Weiss chemistry, generated by the presence of cumyl hydroperoxide and Cu2+ in solution, when supplemented with the α-tocopherol surrogate, PMHC (2,2,5,7,8-pentamethyl-6-hydroxy-chromanol, an α-tocopherol analogue lacking the phytyl tail). H4BPMHC has the sensitivity needed to detect trace changes in oxidative status within the lipid membrane, underscoring the opportunity to illuminate the physiological relevance of lipid peroxyl radical production during cell homeostasis and disease.
中文翻译：
通过荧光成像揭示细胞稳态过程中脂质过氧自由基产生的速率
活性氧（ROS）及其相关副产物传统上已与一系列病理相关。然而，现在认为，在基础水平上，这些分子还以细胞信号传导和氧化还原调节的形式具有有益的细胞功能。阐明其生理作用的关键是可视化和量化具有时空准确性的ROS产生的机会。配备了新开发的极其敏感的荧光α-生育酚类似物（H 4 BPMHC），我们在此报告了在活细胞成像条件下产生的脂质过氧自由基稳定浓度的观察结果。H 4的影像学研究BPMHC表明，在基础条件下，HeLa细胞中脂质过氧化自由基的产生速率在细胞内为33 nM / h。我们的工作进一步提供了有关维生素E抗氧化作用的无可争议的证据，因为在碱性条件下以及在溶液中存在氢过氧化枯基和Cu 2+产生的Haber-Weiss化学作用下，HeLa细胞中的脂质过氧化被抑制，当补充有α-生育酚替代物PMHC（2,2,5,7,8-五甲基-6-羟基-苯并二氢吡喃酚，缺少植酸尾的α-生育酚类似物）时。高4BPMHC具有检测脂质膜内氧化状态痕量变化所需的灵敏度，强调了阐明细胞稳态和疾病过程中脂质过氧化自由基产生的生理相关性的机会。
更新日期：2017-10-31
中文翻译：
通过荧光成像揭示细胞稳态过程中脂质过氧自由基产生的速率
活性氧（ROS）及其相关副产物传统上已与一系列病理相关。然而，现在认为，在基础水平上，这些分子还以细胞信号传导和氧化还原调节的形式具有有益的细胞功能。阐明其生理作用的关键是可视化和量化具有时空准确性的ROS产生的机会。配备了新开发的极其敏感的荧光α-生育酚类似物（H 4 BPMHC），我们在此报告了在活细胞成像条件下产生的脂质过氧自由基稳定浓度的观察结果。H 4的影像学研究BPMHC表明，在基础条件下，HeLa细胞中脂质过氧化自由基的产生速率在细胞内为33 nM / h。我们的工作进一步提供了有关维生素E抗氧化作用的无可争议的证据，因为在碱性条件下以及在溶液中存在氢过氧化枯基和Cu 2+产生的Haber-Weiss化学作用下，HeLa细胞中的脂质过氧化被抑制，当补充有α-生育酚替代物PMHC（2,2,5,7,8-五甲基-6-羟基-苯并二氢吡喃酚，缺少植酸尾的α-生育酚类似物）时。高4BPMHC具有检测脂质膜内氧化状态痕量变化所需的灵敏度，强调了阐明细胞稳态和疾病过程中脂质过氧化自由基产生的生理相关性的机会。
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