チオールを介した交換反応を解読するためのチオエーテル結合蛍光プローブ細胞表面で

細胞表面でのチオール媒介ジスルフィド交換反応のプロセスに関する研究は、細胞外の自然生物還元プロセスの理解だけでなく、合成生物活性分子の細胞内送達のための新しい戦略の開発にとって重要です。しかし、ジスルフィド結合プローブは、反応性チオールに対するジスルフィド結合の双方向反応性のため、詳細な交換経路を探索する際に本質的な劣等性を持っています。この作業では、蛍光回復および/または細胞イメージングを介して細胞表面でチオールを介したチオエーテル（およびジスルフィド）交換反応を探索できるようにするチオエーテル結合蛍光プローブを開発しました。我々は、チオエーテル結合プローブが、外顔面タンパク質チオールおよび/またはグルタチオン（GSH）流出とのチオール - チオエーテル交換を通じて効率的に切断できることを実証しました。交換は主に細胞表面で行われ、GSH流出媒介交換反応は、細胞表面関連タンパク質チオールを使用したプローブの事前エキシングの要件なしに行われます。創設者の方法論に基づいて、外部タンパク質チオールの相互作用と、外部チオエーテル結合化合物の切断に関するGSH流出を初めて実証しました。さらに、GSH流出のプロセスとそれが依存するメカニズムが、細胞の酸化還元恒常性と多剤耐性のメカニズムの理解に重要であることを考えると、チオエーテル結合されたプローブと戦略は非常に利益をもたらすと予想しています。生細胞におけるGSH流出の基本的な研究。

Study on the processes of the thiol-mediated disulfide exchange reactions on the cell surface is not only important to our understanding of extracellular natural bioreduction processes but to the development of novel strategies for the intracellular delivery of synthetic bioactive molecules. However, disulfide-bonded probes have their intrinsic inferiority in exploring the detailed exchange pathway because of the bidirectional reactivity of disulfide bonds toward reactive thiols. In this work, we developed thioether-bonded fluorescent probes that enable us to explore thiol-mediated thioether (and disulfide) exchange reactions on the cell surface through fluorescence recovery and/or cell imaging. We demonstrated that our thioether-bonded probes can be efficiently cleaved through thiol-thioether exchanges with exofacial protein thiols and/or glutathione (GSH) efflux. The exchanges mainly take place on the cell surface, and GSH efflux-mediated exchange reactions can take place without the requirement of pre-exchanges of the probes with cell surface-associated protein thiols. On the basis of our founder methodology, for the first time we demonstrated the interplay of exofacial protein thiols and GSH efflux on the cleavage of external thioether-bonded compounds. Moreover, given that an understanding of the process of GSH efflux and the mechanism on which it relies is crucial to our understanding of the cellular redox homeostasis and the mechanism of multidrug resistance, we expect that our thioether-bonded probes and strategies would greatly benefit the fundamental study of GSH efflux in living cells.