热点应用丨2X-罗丹明:用于开发近红外化学遗传学指示剂的明亮荧光支架
合成染料与基因编码的蛋白质标签相融合的化学遗传学方法为荧光生物成像提供一条充满前景的途径。然而,由于缺乏在“组织透明”的近红外窗口(NIR,700-1700 nm)中工作的性能优异的荧光染料,化学遗传学策略在活体深层组织事件的可视化应用中受到严重限制。
针对上述问题,复旦大学张凡教授团队提出了一种双桥策略,构建了一种新的罗丹明染料骨架,称为2X-罗丹明,并将其成功应用于近红外的化学遗传学活体成像。该策略通过添加乙烯基基团来扩展传统1X-罗丹明骨架的共轭体系以红移波长,并设计引入双原子桥X1和X2,分别形成五元环和六元环,以增强结构刚性和广泛的光谱覆盖。
图1. (a) 传统1X-罗丹明的发射波长、KL?Z与桥接基团(标记为X)之间的关系。(b) 2X-罗丹明骨架的设计概念。
图 2. (a) 2X-罗丹明在二氧六环-水溶液中的内酯-两性离子平衡转换(KL–Z)。(b,c) 2XR715-HTL的结构以及在有无HaloTag蛋白时的吸收光谱和发射光谱。(d) 2XR715-HTL用于免洗活细胞成像结果。(e-h) 2XR715-HTL结合HaloCaMP1a 用于体外和293T细胞内的钙离子传感。
图 3. (a-c) 2XR715-HTL用于标记表达HaloTag的BL21大肠杆菌的共聚焦成像及小鼠灌胃后的近红外二区活体成像结果。(d) 2XR715-HTL用于小鼠表达HaloTag-mCherry融合蛋白的皮层神经元成像。(e-h) 2XR715-HTL 用于小鼠肝脏细胞核表达H2B-HaloTag的近红外二区活体成像。
参考文献
Wenxiao Wu, Kui Yan, Zuyang He, Lu Zhang, Yuyao Dong, Bin Wu, Hongyue Liu, Shangfeng Wang,* and Fan Zhang* 2X-Rhodamine: A Bright and Fluorogenic Scaffold for Developing Near-Infrared Chemigenetic Indicators. https://doi.org/10.1021/jacs.4c03485.
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