[发明专利]一种点亮型GPx4荧光分子探针及其应用

说明书

本发明属于化学生物学领域，公开了一种点亮型GPx4荧光分子探针及其应用，该探针中含有配体、荧光染料分子和猝灭分子，其中，配体能够特异性地结合谷胱甘肽过氧化物酶4(GPx4)；猝灭分子能够猝灭荧光染料分子的荧光；当配体与GPx4结合时，猝灭分子能够从探针上脱离，从而点亮荧光染料分子，恢复荧光。本发明通过使用特异性配体(如特定氨基酸序列的多肽配体)，基于配体导向，使得该探针对GPx4具有良好的特异性与灵敏度，可用于GPx4的实时成像与动态监测，为抗癌诊断和图像引导的生物医学等方面提供有力的工具。

技术领域

本发明属于化学生物学领域，更具体地，涉及一种点亮型GPx4荧光分子探针及其应用，该探针是一种基于配体导向化学的点亮型荧光分子探针，对谷胱甘肽过氧化物酶4(GPx4)具有特异性，尤其可用于对GPx4的实时追踪成像与监测。

背景技术

谷胱甘肽过氧化物酶4(GPx4)是哺乳动物中唯一能够还原细胞膜内磷脂过氧化物的过氧化物酶，因此，它对维持细胞内的氧化还原稳态和防止毒性脂质活性氧的积累至关重要。研究表明，GPx4与众多疾病息息相关，如神经元丢失、中风、克罗恩病、阿尔茨海默病和帕金森病。值得一提的是，GPx4是铁死亡的关键调控因子，铁死亡是一种新型的由铁依赖性的脂质活性氧积累所导致的程序性细胞死亡形式。已有研究表明癌细胞独特的代谢特征使它们容易发生铁死亡，因而铁死亡成为治疗癌症的有前景的新方案，进而GPx4被视为癌症或其他一些疾病的新的药理学治疗靶标。

尽管GPx4在铁死亡以及众多疾病中起着关键作用，但是目前并没有提供探针可用于实时监测活细胞中的GPx4。因此，获得一种能够响应生理环境，实时追踪监测GPx4动态表达和功能变化的探针显得尤为重要。为了满足这一需求，我们开发了一种荧光分子探针，可用于活细胞中GPx4的选择性标记和实时成像。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明的目的在于提供一种点亮型GPx4荧光分子探针及其应用，其中通过使用特异性配体(如SEQ ID No.1～SEQ ID No.3中任意一者所示氨基酸序列的多肽配体)，基于配体导向，使得该探针对GPx4具有良好的特异性与灵敏度，配合荧光染料分子和猝灭分子，可用于GPx4的实时成像与动态监测，为抗癌诊断和图像引导的生物医学等方面提供有力的工具。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种点亮型GPx4荧光分子探针，其特征在于，该探针中含有配体、荧光染料分子和猝灭分子，其中，所述配体能够特异性地结合谷胱甘肽过氧化物酶4(GPx4)；

所述猝灭分子能够猝灭所述荧光染料分子的荧光；当所述配体与谷胱甘肽过氧化物酶4(GPx4)结合时，所述猝灭分子能够从探针上脱离，从而点亮荧光染料分子、恢复荧光。

作为本发明的进一步优选，所述配体选自多肽配体，其氨基酸序列如SEQ ID No.1～SEQ ID No.3中任意一者所示。

作为本发明的进一步优选，所述荧光染料分子选自荧光素染料、花青染料、罗丹明染料、香豆素类染料、多环芳烃类染料、NBD-胺类染料、萘酰亚胺类染料、噻嗪类染料和噁嗪类染料。

作为本发明的进一步优选，所述猝灭分子选自偶氮类分子；所述偶氮类分子优选为DABCYL、TAMRA、BHQ-1、BHQ-2或BHQ-3。

作为本发明的进一步优选，所述猝灭分子是通过固相合成与所述多肽配体的氨基酸缩合相连的。

按照本发明的另一方面，本发明提供了上述点亮型GPx4荧光分子探针在制备用于对活细胞中GPx4实时成像的荧光染料中的应用。

按照本发明的又一方面，本发明提供了上述点亮型GPx4荧光分子探针点亮型GPx4荧光分子探针在制备GPx4检测试剂中的应用。

按照本发明的又一方面，本发明提供了上述点亮型GPx4荧光分子探针点亮型GPx4荧光分子探针在制备GPx4标记物中的应用。