Chemische Biologie II 21.07.09 Dr. Katja Schmitz

Chemische Biologie II
21.07.09
Dr. Katja Schmitz
Fluoreszenssonden
Technik:
Design von Fluoreszenzsonden
Leitfrage:
Wie kann man chemische Signale im Zellstoffwechsel sichtbar machen?
Hintergrund: Ionengradienten zur Signalvermittlung (Ca2+, H+)
Reaktive Sauerstoffspezies als Stressvermittler
Konzept von Fluoreszenzsonden
- Bindung ergibt Signal; Spezifität durch Multivalenz;
- optimierbare Eigenschaften: Spezifität, Sensitivität, Preis, Toxizität,
Anregungswellenlänge, Reversibilität, Bindungsstärke, on/off-Rate, Permeabilität
Calciumsonden:
- Bedeutung von Calcium als second messenger, zytosolische Transienten
- Chelatliganden für Calcium
- Eigenschaften von Quin-2
- Verbesserte Liganden (Roger Tsien: Fura-2, Indo-1, Stilben-Grundgerüst)
- Eigenschaften und Anwendungen von Fura-2
Fluorescein basierte Sonden für Singulett-Sauerstoff
- Fluorescein (Herstellung, Deprotonierung, Quantenausbeuten)
- Quenchingeffekte im Aminofluorescein
- Photoinduzierter Elektronentransfer (Donor-Akzeptor-System)
- Rotation der Benzoesäure, von Fluorescein zu TokyoGreen
- Vergleich von HOMO-Energien (Xanthenon, Benzoesäure, Naphthalen-2carboxylsäure, Anthracen-2-carboxylsäure, 9,10-Dimethylanthracen-2-carbonsäure)
- Änderung der DMAX-HOMO-Energie durch Bildung des Endoperoxids
pH-Sensoren und β-Galaktosidasenachweis auf Fluoresceinbasis
Auswirkung der Substitution der Benzoleinheit auf die Fluoreszenzquantenausbeute
Bedeutung des Oxidationspotentials der Xanthenoneinheit
Einstellung des pH-abhängigen Fluoreszenzschaltbereichs durch Substituenten
Bedeutung von β-Galaktosidase in der Molekularbiologie
Verschiebung der HOMOs durch Spaltung des TokyoGreen-O-β-Galactosids
Literatur:
Originalveröffentlichungen:
-
G. Grynkiewicz et al., J. Biol. Chem., 1985, 260 (6), 3440-3450. (Fura-2, Indo-1)
C. Munkholm et al., J. Am. Chem. Soc., 1990, 112, 2608-2612. (Fluoresceinamin)
K. Tanaka et al. J. Am. Chem. Soc., 2001, 123, 2530-2536. (Singulett-Sauerstoff)
Y. Urano et al., J. Am. Chem. Soc., 2005, 127, 4888-4894. (pH-Sonden)