Тиофлавин
| |
| |
| Имена | |
|---|---|
| Предпочтительное название ИЮПАК
2-[4-(Диметиламино)фенил]-3,6-диметил-1,3-бензотиазол-3-ий хлорид | |
| Идентификаторы | |
3D model ( JSmol )
|
|
| КЭБ | |
| ХЭМБЛ | |
| ХимическийПаук | |
| Информационная карта ECHA | 100.017.482 |
ПабХим CID
|
|
| НЕКОТОРЫЙ | |
Панель управления CompTox ( EPA )
|
|
| Характеристики | |
| С 17 Н 19 ClN 2 S | |
| Молярная масса | 318.86 g/mol |
Если не указано иное, данные приведены для материалов в стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа).
| |
Тиофлавины представляют собой флуоресцентные красители , которые доступны как минимум в виде двух соединений, а именно тиофлавина Т и тиофлавина S. Оба используются для гистологического окрашивания и биофизических исследований агрегации белков. [ 1 ] В частности, эти красители используются с 1989 года для исследования образования амилоида. [ 2 ] Их также используют в биофизических исследованиях электрофизиологии бактерий. [ 3 ] Тиофлавины обладают коррозионным , раздражающим и крайне токсичным действием, вызывая серьезные повреждения глаз. [ 4 ] Тиофлавин Т использовался в исследованиях болезни Альцгеймера и других нейродегенеративных заболеваний .
Тиофлавин Т
[ редактировать ]или ThT) представляет собой соль бензотиазола, полученную метилированием дегидротиотолуидина метанолом Тиофлавин Т (Основной желтый 1, Метиленовый желтый, CI 49005 в присутствии соляной кислоты . Краситель широко используется для визуализации и количественной оценки наличия неправильно свернутых белковых агрегатов, называемых амилоидом , как in vitro , так и in vivo (например, бляшек, состоящих из бета-амилоида, обнаруженных в мозге пациентов с болезнью Альцгеймера ). [ 1 ]
Когда он связывается со структурами, богатыми бета-листами , например, в амилоидных агрегатах, краситель демонстрирует усиленную флуоресценцию и характерное красное смещение своего спектра излучения . [ 5 ] [ 6 ] Дополнительные исследования также рассматривают изменения флуоресценции в результате взаимодействия с двухцепочечной ДНК. [ 7 ] Это изменение во флуоресцентном поведении может быть вызвано многими факторами, которые влияют на тиофлавина Т в возбужденном состоянии распределение заряда , включая связывание с жестким высокоупорядоченным нанокарманом и специфические химические взаимодействия между тиофлавином Т и нанокарманом. [ 8 ] [ 9 ]
До связывания с амилоидной фибриллой тиофлавин Т слабо излучает около 427 нм. Предполагается, что эффекты гашения ближайшего пика возбуждения на длине волны 450 нм играют роль в минимизации выбросов.
При возбуждении длиной волны 450 нм тиофлавин Т производит сильный сигнал флуоресценции примерно при 482 нм при связывании с амилоидами. Молекула тиофлавина Т состоит из бензиламинового и бензотиазольного кольца, соединенных углерод-углеродной связью. Эти два кольца могут свободно вращаться, когда молекула находится в растворе. Свободное вращение этих колец приводит к тушению любого возбужденного состояния, генерируемого фотонным возбуждением. Однако когда тиофлавин Т связывается с амилоидными фибриллами, две плоскости вращения двух колец иммобилизуются и, следовательно, эта молекула может сохранять свое возбужденное состояние. [ 1 ]
Флуоресценция тиофлавина Т часто используется для диагностики структуры амилоида, но она не является абсолютно специфичной для амилоида. В зависимости от конкретного белка и условий эксперимента тиофлавин Т может [ 8 ] или не может [ 10 ] претерпевают спектроскопические изменения при связывании с мономерами-предшественниками, небольшими олигомерами, неагрегированным материалом с высоким содержанием бета-листов или даже белками, богатыми альфа-спиралью . И наоборот, некоторые амилоидные волокна не влияют на флуоресценцию тиофлавина Т. [ 11 ] повышение вероятности ложноотрицательных результатов.
У взрослых C. elegans воздействие тиофлавина Т приводит «к значительному увеличению продолжительности жизни и замедлению старения» на некоторых уровнях, но к снижению продолжительности жизни на более высоких уровнях. [ 12 ]
Тиофлавин С
[ редактировать ]Тиофлавин S представляет собой гомогенную смесь соединений, образующуюся в результате метилирования дегидротиотолуидина сульфоновой кислотой . Его также используют для окрашивания амилоидных бляшек. Как и тиофлавин Т, он связывается с амилоидными фибриллами , но не с мономерами, и приводит к заметному увеличению эмиссии флуоресценции. Однако в отличие от тиофлавина Т он не вызывает характерного сдвига в спектрах возбуждения или испускания. [ 5 ] Эта последняя характеристика тиофлавина S приводит к высокой фоновой флуоресценции, что делает его невозможным для количественного измерения растворов фибрилл. [ 5 ] Еще один краситель, который используется для определения структуры амилоида, — конго красный .
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Перейти обратно: а б с Бьянкалана М., Койде С. (июль 2010 г.). «Молекулярный механизм связывания тиофлавина-Т с амилоидными фибриллами» . Biochimica et Biophysical Acta (BBA) - Белки и протеомика . 1804 (7): 1405–12. дои : 10.1016/j.bbapap.2010.04.001 . ПМК 2880406 . ПМИД 20399286 .
- ^ Гаде Мальмос, Кирстен; Бланкас-Мехия, Луис М.; Вебер, Бенедикт; Бюхнер, Йоханнес; Рамирес-Альварадо, Марина; Наики, Хиронобу; Отцен, Дэниел (2017). «THT 101: Учебное пособие по использованию тиофлавина Т для исследования образования амилоида» . Амилоид . 24 (1): 1–16. дои : 10.1080/13506129.2017.1304905 . ПМИД 28393556 .
- ^ Приндл А., Лю Дж., Асалли М., Ли С., Гарсия-Охалво Дж., Суэль Г.М. (ноябрь 2015 г.). «Ионные каналы обеспечивают электрическую связь в бактериальных сообществах» . Природа . 527 (7576): 59–63. Бибкод : 2015Natur.527...59P . дои : 10.1038/nature15709 . ПМЦ 4890463 . ПМИД 26503040 .
- ^ «Тиофлавин Т» . Национальный центр биотехнологической информации. ПабХим.
- ^ Перейти обратно: а б с Х. ЛеВин III, Методы энзимологии. 309 , 274 (1999)
- ^ Грённинг М. (март 2010 г.). «Режим связывания тиофлавина Т и других молекулярных зондов в контексте текущего состояния амилоидных фибрилл» . Журнал химической биологии . 3 (1): 1–18. дои : 10.1007/s12154-009-0027-5 . ПМЦ 2816742 . ПМИД 19693614 .
- ^ Иланчелян М., Рамарадж Р. (2004). «Эмиссия тиофлавина Т и ее контроль в присутствии ДНК». Журнал фотохимии и фотобиологии A: Химия . 162 (1): 129–137. дои : 10.1016/s1010-6030(03)00320-4 .
- ^ Перейти обратно: а б с Вулф Л.С., Калабрезе М.Ф., Нат А., Блахо Д.В., Миранкер А.Д., Сюн Ю (сентябрь 2010 г.). «Индуцированные белками фотофизические изменения индикаторного красителя амилоида тиофлавина Т» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 107 (39): 16863–8. Бибкод : 2010PNAS..10716863W . дои : 10.1073/pnas.1002867107 . ПМЦ 2947910 . ПМИД 20826442 .
- ^ Бьянкарди А., Бивер Т., Меннуччи Б. (2017). «Флуоресцентные красители в контексте связывания ДНК: случай тиофлавина Т». Межд. Дж. Квантум Хим . 117 (8): e25349. дои : 10.1002/qua.25349 .
- ^ ЛеВин Х. (март 1993 г.). «Взаимодействие тиофлавина Т с синтетическими бета-амилоидными пептидами болезни Альцгеймера: обнаружение агрегации амилоида в растворе» . Белковая наука . 2 (3): 404–10. дои : 10.1002/pro.5560020312 . ПМК 2142377 . ПМИД 8453378 .
- ^ Хлоя А.Л., Оргель Дж.П., Сахлебен Дж.Р., Тыко Р., Мередит С.К. (март 2011 г.). «Японский мутант Aβ (ΔE22-Aβ(1-39)) мгновенно образует фибриллы с флуоресценцией с низким содержанием тиофлавина Т: засев Aβ дикого типа (1-40) в атипичные фибриллы с помощью ΔE22-Aβ(1-39)» . Биохимия . 50 (12): 2026–39. дои : 10.1021/bi1016217 . ПМЦ 3631511 . ПМИД 21291268 .
- ^ Алавес С., Вантипалли MC, Цукер DJ, Кланг IM, Литгоу GJ (апрель 2011 г.). «Амилоид-связывающие соединения поддерживают белковый гомеостаз во время старения и продлевают продолжительность жизни» . Природа . 472 (7342): 226–9. Бибкод : 2011Natur.472..226A . дои : 10.1038/nature09873 . ПМК 3610427 . ПМИД 21451522 .