Лаурдан - Википедия - Laurdan

Лаурдан
Цепная структура Лаурдана
Имена
Название ИЮПАК
6-додеканоил-N, N-диметил-2-нафтиламин
Другие имена
Лаурдан
Идентификаторы
3D модель (JSmol )
ChemSpider
UNII
Характеристики
C24ЧАС35NО
Молярная масса353.55
ВнешностьБесцветное твердое вещество
Температура плавления 88 ° C (190 ° F, 361 K) (лит.)
ДМФ: растворим; ацетонитрил: растворим, метанол: растворим
Если не указано иное, данные для материалов приведены в их стандартное состояние (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа).
Ссылки на инфобоксы

Лаурдан является органическое соединение который используется как флуоресцентный краситель когда применяется к флуоресцентная микроскопия.[1][2] Он используется для исследования свойств мембраны фосфолипидные бислои из клеточные мембраны.[3][4][5][6] Одной из наиболее важных характеристик является чувствительность к мембранным фазовым переходам, а также к другим изменениям текучесть мембраны например, проникновение воды.[7][8]

История

Лаурдан был впервые синтезирован в 1979 г. аргентинец ученый Грегорио Вебер, кто начал биомолекулярные флуоресцентная спектроскопия.[9] Его диссертация «Флуоресценция рибофлавина, диасфоразы и родственных веществ» стала отправной точкой для применения флуоресцентная спектроскопия к биомолекулам.[9]

Лаурдан был разработан как заменитель других красителей, таких как ранее модифицированные липиды[10] которые были недостаточны для наблюдения за мембраной липидный бислой из-за их взаимодействия с другими соединениями внутри липидного бислоя мембраны. Лаурдан был разработан специально для изучения диполярная релаксация на клеточных мембранах. Лаурдан демонстрирует этот эффект более явно из-за его полярный характеристики.[11][12] Лаурдан был впервые применен для изучения текучести мембран живых клеток с помощью 2-фотонного флуоресцентного микроскопа в 1994 году. [13] и было обнаружено, что плазматическая мембрана клеток более жесткая, чем ядерная мембрана.[13]

Химические и физические свойства

Лаурдан состоит из цепочки лауриновых жирная кислота (гидрофобный ) с нафталин молекула связана сложный эфир связь (гидрофильный ).[14] Из-за частичного обвинять разделение между 2-диметиламино и 6-карбонил остатков нафталиновая составляющая имеет дипольный момент, которая увеличивается при возбуждение и вызывает переориентацию окружающего растворитель диполи. Это вызывает его флуоресценция и объясняет его важность в электронной микроскопии.

Геометрия молекулы Лаурдана

В растворитель Переориентация требует энергия. Эта потребность в энергии снижает энергетическое состояние взволнованных зонд, что отражается в непрерывном красном смещении зонда спектр излучения. Когда зонд находится в неполярный в растворителе эмиссия сдвига синего цвета, а эмиссия сдвига наблюдается в полярные растворители.

Благодаря своей структуре и флуоресценция характеристик, Лаурдан очень полезен в исследованиях динамики липидного бислоя, в частности, клеточного плазматическая мембрана динамика. Гидрофобный хвост жирной кислоты позволяет солюбилизация красителя в липидном бислое, в то время как нафталиновая часть молекулы остается на уровне глицерин основы мембраны фосфолипиды. Это означает, что флуоресцентная часть молекулы расположена по направлению к водной среде, что вызывает переориентацию растворитель диполи от Laurdan’s выброс возможный.

Когда Лаурдан находится в клеточная мембрана это максимум выбросов с центром на 440 нм в гель-фаза, а при 490 нм в жидкая фаза. Этот спектральный сдвиг является результатом диполярной релаксации Лаурдана на липидный окружающей среды, а именно переориентация растворителей, вызванная возбуждением Лаурдана. В частности, из-за некоторых молекулы воды расположен на уровне глицериновой основной цепи, где находится нафталиновая часть[15] который можно переориентировать только в жидкой фазе.

Геометрия молекулы Лаурдана следующая: энергия Дрейдинга, которая является энергией, связанной с трехмерной структурой молекулы с использованием Силовое поле Дрейдинга,[16] составляет 71,47 ккал / моль. Объем 377,73 Å.3 а минимальная площадь проекции - 53,09 Å.2. Минимальная длина z составляет 24,09 Å, максимальная площадь проекции - 126,21 Å.2 а максимальная длина z составляет 10,33 Å.[17]

Применение Лаурдана

Клетки СНО (яичника китайского хомячка), меченные лаурданом. Текучесть отображается синим цветом, а конденсат - желтым.

Преимущество Лаурдана в том, что он может применяться к живым клеткам и, следовательно, может предоставлять информацию со сложных мембран.

Из-за его высокой чувствительности к подвижности и присутствию диполей растворителя изменения в эмиссии спектр можно рассчитать из обобщенная поляризация. Обобщенные значения поляризации варьируются от 1 (отсутствие эффекта растворителя) до -1 (полное воздействие объемной воды):[6] Лаурдан анизотропия обнаруживает изменения плазматической мембраны текучесть вызванный взаимодействием определенного окружения путем вычисления обобщенной поляризации и мониторинга восстановления липидные микродомены.[18][19]

Использование Лаурдана в качестве флуоресцентного производителя заключается в визуализации и количественной оценке нерастворимости плазматической мембраны, анализируя ее реконструкция деятельности. Перестановки гликосфинголипиды, фосфолипиды, а также холестерин объясняет изменения в текучесть мембраны.[20]

Некоторые исследования, разработанные в Региональный центр биотехнологии в Харьяна (Индия ) показали, что бесплатные гидроксильные группы на повышение удельных фосфолипидов желчи проникновение диполя растворителя внутри мембраны. Количество и порядок этих функциональные группы крепко связаны.[21]

Исследования с использованием мышей имели особое значение для выявления других биомолекулы которые влияют глицерин и ацильная цепь области плазматической мембраны. Источники питания, участвующие в создании липидный плот, n-3 ПНЖК из жирной рыбы, а также полифенолы, влияют на молекулярную и структурную форму фосфолипидов в мембране.[22][23] Таким образом, эта организационная модель способствует различению эффектов возмущений на порядок и текучесть клеточных мембран.[24]

Безопасность

Laurdan разработан только для исследовательских целей и не предназначен для использования в диагностике человека или животных или в терапевтических целях.[25]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Parasassi, T; Gratton E .; Леви М. (1997). «Двухфотонная флуоресцентная микроскопия лаурдановых доменов обобщенной поляризации в модельных и природных мембранах». Биофиз. J. 72 (6): 2413–2429. Bibcode:1997BpJ .... 72.2413P. Дои:10.1016 / S0006-3495 (97) 78887-8. ЧВК  1184441. PMID  9168019.
  2. ^ Оуэн, Д. М .; Нил. М. А .; Маги А. И. (2007). «Оптические методы визуализации микродоменов липидов мембран в живых клетках». Семинары по клеточной биологии и биологии развития. 18 (5): 591–598. Дои:10.1016 / j.semcdb.2007.07.011. PMID  17728161.
  3. ^ Багатолли, Л. А. (2006). «Видеть или не видеть: боковая организация биологических мембран и флуоресцентная микроскопия». Биохим. Биофиз. Acta. 1758 (10): 1451–1456. Дои:10.1016 / j.bbamem.2006.05.019. PMID  16854370.
  4. ^ Parasassi, T .; Г. Де Стазио; Э. Граттон (1990). «Фазовые колебания в фосфолипидных мембранах, выявленные флуоресценцией Лаурдана». Биофиз. J. 57 (6): 1179–1186. Bibcode:1990BpJ .... 57.1179P. Дои:10.1016 / S0006-3495 (90) 82637-0. ЧВК  1280828. PMID  2393703.
  5. ^ Пайк, Л. Дж. (2006). «Рафты определены: отчет о симпозиуме Keystone по липидным рафтам и функциям клеток». J. Lipid Res. 47 (7): 1597–1598. Дои:10.1194 / мл. E600002-JLR200. PMID  16645198.
  6. ^ а б Sanchez, S.A .; М. А. Тричерри; Э. Граттон (2007). «Обобщенная поляризация Лаурдана: от кюветы до микроскопа». Современные научные и образовательные темы в микроскопии: 1007–1014.
  7. ^ Gratton, S.A .; М. А. Трикерри, Э. Граттон. (2012). «Обобщенные флуктуации поляризации Лаурдана измеряют микрогетерогенность мембранной упаковки in vivo». Proc. Natl. Акад. Sci. Соединенные Штаты Америки. 109 (19): 7314–7319. Bibcode:2012PNAS..109.7314S. Дои:10.1073 / pnas.1118288109. ЧВК  3358851. PMID  22529342.
  8. ^ Schneckenburger, P .; М. Вагнер; Х. Шнекенбургер. (2010). «Флуоресцентная визуализация динамики мембран в живых клетках». J. Biomed. 15 (4): 046017–046017–5. Bibcode:2010JBO .... 15d6017W. Дои:10.1117/1.3470446. PMID  20799819.
  9. ^ а б Джеймсон, Дэвид М. (июль 1998 г.). "Грегорио Вебер, 1916–1997: флуоресцентная жизнь". Биофизический журнал. 75 (1): 419–421. Bibcode:1998BpJ .... 75..419J. Дои:10.1016 / с0006-3495 (98) 77528-9. ЧВК  1299713. PMID  9649401.
  10. ^ Демченко, Александр П; Ив Мели; Гай Дюпортэйл; Андрей Сергеевич Климченко (6 мая 2009 г.). «Мониторинг биофизических свойств липидных мембран с помощью чувствительных к окружающей среде флуоресцентных зондов». Биофизический журнал. 96 (9): 3461–3470. Bibcode:2009BpJ .... 96.3461D. Дои:10.1016 / j.bpj.2009.02.012. ЧВК  2711402. PMID  19413953.
  11. ^ Вебер, G .; Ф. Дж. Фаррис (1979). «Синтез и спектральные свойства гидрофобного флуоресцентного зонда: 6-пропионил-2- (диметиламино) нафталин». Биохимия. 18 (14): 3075–3078. Дои:10.1021 / bi00581a025. PMID  465454.
  12. ^ Macgregor, R.B .; Г. Вебер. (1986). «Оценка полярности внутренней части белка с помощью оптической спектроскопии». Природа. 319 (6048): 70–73. Bibcode:1986Натура.319 ... 70М. Дои:10.1038 / 319070a0. PMID  3941741.
  13. ^ а б Ю, З; Итак, PT; Французский, T; Gratton, E (февраль 1996 г.). «Обобщенная поляризация клеточных мембран флуоресценции: подход двухфотонной сканирующей микроскопии». Biophys J. 70 (2): 626–36. Bibcode:1996BpJ .... 70..626Y. Дои:10.1016 / с0006-3495 (96) 79646-7. ЧВК  1224964. PMID  8789081.
  14. ^ С. А. Санчес, М. А. Тричерри, Г. Гюнтер и Э. Граттон, Lurdan GP: от кюветы до микроскопа
  15. ^ Т. Парасасси, Э.К. Красновская, Л. Багатолли, Э. Граттон [1],Журнал флуоресценции, 1998
  16. ^ "Статическая онлайн-библиотека Wiley".
  17. ^ "Chemicalize.org Laurdan Viewer".
  18. ^ Ingelmo-Torres, M; Gaus, K .; Herms, A .; Gonzalez-Moreno, E .; Кассан, А. (2009). «Тритон X-100 способствует холестерин-зависимой конденсации плазматической мембраны» (PDF). Biochem. J. 420 (3): 373–381. Дои:10.1042 / BJ20090051. PMID  19309310.
  19. ^ Харрис, FM; Best, КБ; Белл, JD (2002). «Использование интенсивности и поляризации флуоресценции лаурдана для различения изменений текучести мембран и порядка фосфолипидов». Биохим. Биофиз. Acta. 1565 (1): 123–8. Дои:10.1016 / с0005-2736 (02) 00514-х. PMID  12225860.
  20. ^ Бриньяк-Хубер, Л.М. Рид, младший; Эйер, МК .; Backes, WL. (2013). «Взаимосвязь между локализацией CYP1A2 и образованием липидных микродоменов как функция липидного состава». Drug Metab. Утилизация. 41 (11): 1896–1905. Дои:10.1124 / dmd.113.053611. ЧВК  3807054. PMID  23963955.
  21. ^ Стрикант, V; Баджадж, А. (октябрь 2013 г.). «Количество свободных гидроксильных групп в фосфолипидах желчных кислот определяет текучесть и гидратацию модельных мембран». J. Phys. Chem. B. 117 (40): 12135–44. Дои:10.1021 / jp406340y. PMID  24079709.
  22. ^ Ким, Вт; Barhoumi, R .; McMurray, DN; Чапкин, РС. (2013). «Диетический рыбий жир и DHA подавляют антиген-активированные CD4 + Т-клетки, способствуя образованию жидких мезодоменов». Br. J. Nutr. 111 (2): 254–60. Дои:10.1017 / S0007114513002444. ЧВК  4327854. PMID  23962659.
  23. ^ Весоловская, О; Gąsiorowska, J .; Petrus, J .; Czarnik-Matusewicz, B .; Михалак, К. (2013). «Взаимодействие пренилированных халконов и флаванонов хмеля обыкновенного с модельными фосфатидилхолиновыми мембранами». Биохим. Биофиз. Acta. 1838 (1 Pt B): 173–84. Дои:10.1016 / j.bbamem.2013.09.009. PMID  24060562.
  24. ^ Ди Венере, А; Nicolai, E .; Иванов, И .; Dainese, E .; Adel, S .; Ангелуччи, Британская Колумбия; Kuhn, H .; Maccarrone, M .; Мэй, Г. (2013). «Исследование конформационных изменений липоксигеназ при связывании с мембраной: Тонкая настройка с помощью ингибитора активного сайта ETYA». Биохим. Биофиз. Acta. 1841 (1): 1–10. Дои:10.1016 / j.bbalip.2013.08.015. PMID  24012824.
  25. ^ «6-Додеканоил-2-Диметиламинонафталин (Лаурдан)». Технологии жизни.

внешняя ссылка