三項成果助力生物制造再上臺階

科學導報訊 記者耿倩 2月17日，記者從山西省科技廳獲悉，山西省優青基金獲得者、山西大學陰彩霞教授帶領的課題組經過三年努力，在小分子硫醇識別研究方面取得重要進展，系列成果發表于美國化學會旗下期刊《美國化學會會志》《有機化學快報》和《分析化學》。

小分子硫醇是一種廣泛存在的有機化合物，一直以來被視為消除生命體有害物質的“清道夫”。前不久，又有科學家發現，小分子硫醇除了有清除毒害的保護性功能，還具有“導演”抗生素精密合成的建設性功能。因此，陰彩霞團隊在小分子硫醇識別研究方面取得的進展，對于相關農藥、醫藥生產和生物制造技術具有變革性的推動作用。

據了解，陰彩霞團隊在小分子硫醇研究方面主要取得了3項科研成果。成果一：結合Cys在細胞中由半胱氨酸雙氧化酶和天冬氨酸氨基轉移酶作用下向SO2和丙酮酸的轉變過程，課題組以香豆素為熒光團，引入α，β不飽和雙鍵和醛基分別作為Cys和SO2的識別位點，同時，結合探針對Cys響應的可逆性，首次在細胞水平實現了熒光探針對Cys細胞內代謝過程的可視化成像。該工作拓展了硫醇熒光探針的應用前景，深化了細胞內硫醇代謝途徑研究，為硫醇熒光探針的設計及應用提供了新思路。成果二：針對Cys和Hcy結構和性質的相似性導致的特異性識別難題，課題組利用生物兼容性和熒光性能優秀的香豆素衍生物為熒光團、丙烯酰基為識別位點，成功發展了pH調控的Cys和Hcy雙檢測通道特異性區分識別的熒光探針。該探針體系首次以實驗手段證實了pH對生物硫醇親核活性的調控作用，為生物硫醇特異性熒光探針設計提供了新的設計思路。成果三：芳香族硫醇是一類具有活性巰基的高毒性芳香類化合物，其在農藥、醫藥生產中應用廣泛，同時其為生物硫醇Cys、Hcy檢測過程中的干擾物質之一。課題組針對現有熒光探針對苯硫酚響應遲緩的問題，以2，4-二硝基苯磺酰酯為反應位點，在保留了易離去的磺酰基的同時，減弱了對2，4-二硝基苯基缺電子中心的鈍化作用，實現了熒光探針對苯硫酚的高選擇性快速識別，生物硫醇Cys、Hcy等不干擾其檢測。