Метахромазия
Метахромазия (вар. метахромазия ) — характерное изменение цвета окрашивания биологических красителями тканей , некоторыми проявляющееся при их связывании с определенными веществами, присутствующими в этих тканях, называемыми хромотропами . Например, толуидиновый синий становится темно-синим (с цветовым диапазоном от сине-красного в зависимости от содержания гликозаминогликанов ) при связывании с хрящом . Другие широко используемые метахроматические красители — это семейство красителей Романовского , которые также содержат тиазиновые красители: ядра лейкоцитов окрашиваются в фиолетовый цвет, гранулы базофилов — в ярко-пурпурный, тогда как цитоплазма (мононуклеаров) окрашивается в синий цвет, что называется эффектом Романовского . Отсутствие изменения цвета при окрашивании называется ортохромазией .
Основной механизм метахромазии требует присутствия полианионов в ткани. Когда эти ткани окрашиваются концентрированным раствором основного красителя, такого как толуидиновый синий, связанные молекулы красителя оказываются достаточно близко, чтобы образовывать димерные и полимерные агрегаты. Спектры поглощения света этих сложенных агрегатов красителей отличаются от спектров отдельных мономерных молекул красителя. Клеточные и тканевые структуры, которые имеют высокие концентрации ионизированных сульфатных и фосфатных групп, такие как основное вещество хряща, гепаринсодержащие гранулы тучных клеток и шероховатый эндоплазматический ретикулум плазматических клеток, демонстрируют метахромазию. Это зависит от плотности заряда отрицательных сульфатных и карбоксилат-анионов в гликозаминогликане (ГАГ). Полианион GAG стабилизирует сложенные положительно заряженные молекулы красителя, что приводит к спектральному сдвигу, поскольку сопряженные π-орбитали двойной связи соседних молекул красителя перекрываются. Чем больше степень штабелирования, тем больше метахроматический сдвиг. Таким образом, гиалуроновая кислота , лишенная сульфатных групп и имеющая лишь умеренную плотность заряда, вызывает легкую метахромазию; хондроитинсульфат с дополнительным сульфатным остатком на димер сахарида ГАГ является эффективным метахроматическим субстратом, тогда как гепарин с дальнейшим N-сульфатированием является сильно метахроматическим. Следовательно, толуидиновый синий при окрашивании этих компонентов будет выглядеть от пурпурного до красного.
Метахроматические свойства диметилметиленового синего, тиазинового красителя, тесно связанного с толуидиновым синим, были использованы для анализа гликозаминогликанов, экстрагированных из хрящей и других соединительных тканей. Пик поглощения смещается от примерно 630 нм (красное поглощение, следовательно, синий цвет) до примерно 530 нм в присутствии ГАГ. Оригинальный анализ Хамбеля и Этрингера был разработан другими для создания стабильного и широко используемого реагента диметилметиленового синего.
Хотя метахромазия наблюдалась и описывалась с 1875 года Корнилом , Ранвье и другими, именно немецкий ученый Пауль Эрлих (1854-1915) дал ей название и изучил ее более подробно. Современное понимание метахромазии было развито бельгийским гистологом Лизоном , который изучал ее в 1933—36 и установил ее значение при количественном определении эфиров высокомолекулярных Люсьеном сульфатов . Он также изучал метахромазию нуклеиновых кислот . Совсем недавно Карлхайнц Тёпфер опубликовал в 1970 году спектральные сдвиги с увеличением концентрации тиазиновых красителей, которые соответствовали спектрам смесей краситель: гепарин, ясно показав, что метахромазия, соответствующая цвету окрашенного хряща, может быть воспроизведена только за счет высокой концентрации красителя. в растворе. Следовательно, близость молекул красителя была ключевым параметром при определении метахромазии. Другой пример метахроматического красителя (флуорохрома) — акридиновый оранжевый. В определенных условиях он окрашивает одноцепочечные нуклеиновые кислоты, флуоресцируя в красный цвет (красное свечение), а при взаимодействии с двухцепочечными нуклеиновыми кислотами дает зеленую флуоресценцию. [1]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Даржинкевич З., Капусцински Дж. (1990) «Акридиновый оранжевый, универсальный зонд нуклеиновых кислот и других компонентов клеток». Глава: Проточная цитометрия и сортировка. Меламед М.Р., Мендельсон М. и Линдмо Т. (редакторы), Алан Р. Лисс, Инк., Нью-Йорк. стр. 291-314. ИСНБМ 0-471-56235-1
Дальнейшее чтение
[ редактировать ]- Бержерон Дж. А., Сингер М. (1958) Метахромазия: экспериментальная и теоретическая переоценка . J Cell Biol 4:433-457.
- Лисон Л., Мутсаарс В. (1950) Метахромазия нуклеиновых кислот . Кварта. Дж. Микроскоп. наук. 91: 309–314.
- Топфер К. (1970) Die Thiazinefarbstoffe. «Прог. Гистохим. Цитохим». 1 (5): 1–76.
- Хамбель Р., Этрингер С. (1974)Колориметрический метод анализа сульфатированных гликозаминогликанов. «Преподобный Румен де Биохимия». 11: 21–24.
- Фарндейл Р., Баттл Диджей, Барретт ЭйДжей. (1986) Улучшение количественного определения и распознавания сульфатированных гликозаминогликанов с помощью диметилметиленового синего. Биохим. Биофиз. Акта 883: 173-177