[发明专利]含有苯并噻唑类化合物的荧光探针在检测细菌信使分子c-di-GMP中的应用

说明书

本发明属于特异性分子识别材料领域，公开了一种含有苯并噻唑类化合物的荧光探针在检测细菌信使分子c‑di‑GMP含量中的应用。本发明在苯并噻唑的3位N位置引入甲基使其离子化，使结构中的给电子基团和吸电子基团形成了推‑拉电子作用的共轭结构，并通过碳碳双键增加跃迁的共轭体系，使其产生的荧光向近红外区移动，增强荧光化合物的荧光量子产率。该化合物可诱导c‑di‑GMP形成G‑四链体复合物，导致化合物的荧光增强，以此可实现对细菌信号分子c‑di‑GMP的荧光检测，且所检测的数值与传统方法HPLC测定的数值非常接近，同时化合物A18是目前报道的诱导c‑di‑GMP能力最强的化合物，可实现纳摩尔级别的检测。

技术领域

本发明属于特异性分子识别材料领域，特别涉及一种含有苯并噻唑类化合物的荧光探针在检测细菌信使分子c-di-GMP含量中的应用。

背景技术

3'-5'环二鸟苷酸(c-di-GMP)是细菌中普遍存在的第二信使，是介导细菌中信号传导的重要途径。在1987年，该分子首先由Benziman及其同事发现。随着几十年的研究发展，已经确定c-di-GMP在细菌的许多生理过程中起着重要作用。例如，基于信号分子3'-5'环二鸟苷(c-di-GMP)的生物膜调控系统是细菌体内广泛存在的一类重要调控通路。研究表明，c-di-GMP通路与细菌生物膜形成具有密切的关系。细菌内的c-di-GMP水平对细菌生物膜形成能力具有直接影响，高c-di-GMP水平会诱使细菌选择群聚生存方式，显著促进生物膜形成。靶向抑制细菌生物膜的形成是抗生物膜感染的潜在新方向。c-di-GMP作为一种重要的细胞内信号分子，也被证实可以影响细菌的许多其他生物表型，包括毒力因子的产生，运动性，细胞外多糖(EPS)和eDNA产生等。然而，关于该信号通路的组成和机制仍存在许多问题。

对细菌内的c-di-GMP进行检测及定量分析对充分探索受c-di-GMP信号通路调控的生理过程的更多细节，以及靶向c-di-GMP信号通路的药物设计十分重要。目前，检测c-di-GMP的方法主要包括串联HPLC-MS，基于FRET的生物传感器，以及基于效应蛋白结构域或核糖开关适配体结合等检测方法。其中HPLC-MS用于细菌内c-di-GMP定量检测的步骤繁琐，且需要专门的仪器设备。而基于FRET的生物传感器，以及基于效应蛋白结构域或核糖开关适配体结合等检测方法，一是检测体系构建十分复杂，并非普遍适用于所有实验室，同时，这类方法大多应用于单个细菌中c-di-GMP与靶蛋白的相互作用变化，而不适用于内源信使分子的定量分析。基于小分子的荧光检测则可避免复杂的操作程序，实现细菌内c-di-GMP的快速定量检测，应用更为普遍，因此，研发对c-di-GMP具有亲和力的荧光分子探针，将具有重要的科学意义和实际价值。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点与不足，本发明的首要目的在于提供一种含有苯并噻唑类荧光化合物的荧光探针在检测细菌信使分子c-di-GMP含量中的应用。

本发明的目的通过下述方案实现：

一种含有苯并噻唑类化合物的荧光探针在检测细菌信使分子c-di-GMP含量中的应用，所述的苯并噻唑类荧光化合物结构通式如式I所示：

其中，Ar为取代苯环或者芳香杂环；

当Ar为取代苯环时，R为-H、-F、-Br、-NO₂、-NH₂、-N(CH₃)₂、4-甲基哌嗪-1-基、4-吗啉基、-OH或-OCH₃，且不限定R在苯环上的取代的个数，当R在苯环上取代的个数超过一个时，取代基R可以相同也可以不同；

当Ar为芳香杂环时，其中的芳香杂环可以为五元含氮杂环、六元含氮杂环、吲哚基或取代吲哚基团；

优选的，所述的苯并噻唑类化合物具有如下所示结构：