Из Википедии, свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Лаурдан
Структура цепи Лаурдана
Имена
Название ИЮПАК
6-додеканоил-N, N-диметил-2-нафтиламин
Другие названия
Лаурдан
Идентификаторы
3D модель ( JSmol )
ChemSpider
UNII
  • InChI = 1S / C24H35NO / c1-4-5-6-7-8-9-10-11-12-13-24 (26) 22-15-14-21-19-23 (25 (2) 3) 17-16-20 (21) 18-22 / ч 14-19H, 4-13H2,1-3H3
    Ключ: JHDGGIDITFLRJY-UHFFFAOYSA-N
  • ССССССССССС (= O) c1ccc2cc (ccc2c1) N (C) C
Характеристики
С 24 Н 35 Н О
Молярная масса353,55
ПоявлениеБесцветное твердое вещество
Температура плавления 88 ° C (190 ° F, 361 K) (лит.)
ДМФ: растворим; ацетонитрил: растворим, метанол: растворим
Если не указано иное, данные приведены для материалов в их стандартном состоянии (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа).
Ссылки на инфобоксы

Лаурдан - это органическое соединение, которое используется в качестве флуоресцентного красителя при применении в флуоресцентной микроскопии . [1] [2] Он используется для исследования мембранных качеств фосфолипидных бислой из клеточных мембран . [3] [4] [5] [6] Одной из наиболее важных характеристик является его чувствительность к фазовым переходам мембраны, а также к другим изменениям текучести мембраны, таким как проникновение воды. [7] [8]

История [ править ]

Лаурдан был впервые синтезирован в 1979 году аргентинским ученым Грегорио Вебером , который начал биомолекулярную флуоресцентную спектроскопию . [9] Его диссертация «Флуоресценция рибофлавина, диасфоразы и родственных веществ» стала отправной точкой для применения флуоресцентной спектроскопии к биомолекулам. [9]

Лаурдан был разработан как заменитель других красителей, таких как ранее модифицированные липиды [10], которые были недостаточны для наблюдения за липидным бислоем мембраны из-за их взаимодействия с другими соединениями внутри липидного бислоя мембраны. Лаурдан был разработан специально для изучения диполярной релаксации на клеточных мембранах. Лаурдан проявляет этот эффект более наглядно из-за его полярных характеристик. [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 мембрана ядер. [13]

Химические и физические свойства [ править ]

Лаурдан состоит из цепочки лауриновой жирной кислоты ( гидрофобной ) с молекулой нафталина , связанной сложноэфирной связью ( гидрофильная ). [14] Из-за частичного разделения зарядов между 2-диметиламино и 6- карбонильными остатками нафталиновая составляющая имеет дипольный момент , который увеличивается при возбуждении и вызывает переориентацию диполей окружающего растворителя . Это вызывает его флуоресценцию и объясняет его важность в электронной микроскопии.

Геометрия молекулы Лаурдана

Растворитель «ы переориентации требует энергии . Эта потребность в энергии снижает энергетическое состояние возбужденного зонда , что отражается в непрерывном красном смещении в спектре излучения зонда . Когда зонд находится в неполярном растворителе, излучение смещения синего цвета, а в полярных растворителях наблюдается излучение со смещением в красную область .

Благодаря своей структуре и характеристикам флуоресценции , Лаурдан очень полезен в исследованиях динамики липидного бислоя, в частности динамики плазматической мембраны клетки . Гидрофобный хвост жирной кислоты позволяет солюбилизировать краситель в липидном бислое, в то время как нафталиновая часть молекулы остается на уровне глицериновых скелетов фосфолипидов мембраны . Это означает, что флуоресцентная часть молекулы расположена в направлении водной среды, что делает возможной переориентацию диполей растворителя излучением Лаурдана .

Когда лаурдан находится в клеточной мембране, его максимум излучения сосредоточен при 440 нм в гелевой фазе и при 490 нм в жидкой фазе . Этот спектральный сдвиг является результатом дипольной релаксации лаурдана на липидной среды, а именно, переориентацией растворителей , вызванное возбуждением лаурдана в. В частности, из-за того, что некоторые молекулы воды расположены на уровне основной цепи глицерина, где находится нафталиновая составляющая [15], которая может быть переориентирована только в жидкой фазе.

Геометрия молекулы Лаурдана следующая: энергия Дрейдинга, которая представляет собой энергию, связанную с трехмерной структурой молекулы с использованием силового поля Дрейдинга , [16] составляет 71,47 ккал / моль. Объем составляет 377,73 Å 3, а минимальная площадь проекции - 53,09 Å 2 . Минимальная длина по оси z составляет 24,09 Å, максимальная площадь проекции составляет 126,21 Å 2, а максимальная длина по оси z составляет 10,33 Å. [17]

Применение Лаурдана [ править ]

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 спектре излучения могут быть рассчитаны на основе обобщенной поляризации . Обобщенные значения поляризации варьируются от 1 (отсутствие эффекта растворителя) до -1 (полное воздействие объемной воды): [6] Анизотропия Лаурдана обнаруживает изменения текучести плазматической мембраны, вызванные взаимодействием определенного окружения, вычисляя обобщенную поляризацию и отслеживая восстановление липидные микродомены . [18] [19]

Использование Лаурдана в качестве флуоресцентного производителя заключается в визуализации и количественной оценке нерастворимости плазматической мембраны, анализируя ее ремоделирующую активность . Перестройки гликосфинголипидов , фосфолипидов , а также холестерина объясняют изменения текучести мембран . [20]

Некоторые исследования, проведенные в Региональном центре биотехнологии в Харьяне ( Индия ), показали, что свободные гидроксильные группы в определенных желчных фосфолипидах увеличивают проникновение диполей растворителя внутрь мембраны. Количество и порядок этих функциональных групп тесно связаны. [21]

Исследования с использованием мышей имели особое значение для определения других биомолекул, которые влияют на глицерин и участки ацильной цепи плазматической мембраны. Пищевые источники, участвующие в построении липидного слоя , 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 [ править ]

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

См. Также [ править ]

  • Электронный микроскоп
  • Флуоресценция
  • Клеточная мембрана
  • Текучесть
  • Липидный плот
  • Грегорио Вебер

Ссылки [ править ]

  1. ^ Parasassi, T; Gratton E .; Леви М. (1997). «Двухфотонная флуоресцентная микроскопия лаурдановых доменов обобщенной поляризации в модельных и природных мембранах» . Биофиз. Дж . 72 (6): 2413–2429. Bibcode : 1997BpJ .... 72.2413P . DOI : 10.1016 / S0006-3495 (97) 78887-8 . PMC  1184441 . PMID  9168019 .
  2. ^ Оуэн, DM; Нил. MA; Маги AI (2007). «Оптические методы визуализации микродоменов липидов мембран в живых клетках». Семинары по клеточной биологии и биологии развития . 18 (5): 591–598. DOI : 10.1016 / j.semcdb.2007.07.011 . PMID 17728161 . 
  3. ^ Bagatolli, Л. (2006). «Видеть или не видеть: боковая организация биологических мембран и флуоресцентная микроскопия» . Биохим. Биофиз. Acta . 1758 (10): 1451–1456. DOI : 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. Дж . 57 (6): 1179–1186. Bibcode : 1990BpJ .... 57.1179P . DOI : 10.1016 / S0006-3495 (90) 82637-0 . PMC 1280828 . PMID 2393703 .  
  5. Перейти ↑ Pike, LJ (2006). «Рафты определены: отчет о симпозиуме Keystone по липидным рафтам и функциям клеток» . J. Lipid Res . 47 (7): 1597–1598. DOI : 10,1194 / jlr.E600002-JLR200 . PMID 16645198 . 
  6. ^ а б Санчес, SA; MA Tricerri; Э. Граттон (2007). «Обобщенная поляризация Лаурдана: от кюветы до микроскопа». Современные исследования и образовательные темы в микроскопии : 1007–1014.
  7. ^ Gratton, SA; MA Tricerri, E. Gratton. (2012). «Обобщенные флуктуации поляризации Лаурдана измеряют микрогетерогенность мембранной упаковки in vivo» . Proc. Natl. Акад. Sci. США . 109 (19): 7314–7319. Bibcode : 2012PNAS..109.7314S . DOI : 10.1073 / pnas.1118288109 . PMC 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 . DOI : 10.1117 / 1.3470446 . PMID 20799819 . 
  9. ^ a b Джеймсон, Дэвид М. (июль 1998 г.). "Грегорио Вебер, 1916–1997: флуоресцентное время жизни" . Биофизический журнал . 75 (1): 419–421. Bibcode : 1998BpJ .... 75..419J . DOI : 10.1016 / s0006-3495 (98) 77528-9 . PMC 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 . DOI : 10.1016 / j.bpj.2009.02.012 . PMC 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. DOI : 10.1021 / bi00581a025 . PMID 465454 . 
  12. ^ Макгрегор, РБ; Г. Вебер. (1986). «Оценка полярности внутренней части белка с помощью оптической спектроскопии». Природа . 319 (6048): 70–73. Bibcode : 1986Natur.319 ... 70M . DOI : 10.1038 / 319070a0 . PMID 3941741 . 
  13. ^ а б Ю, З; Итак, PT; Французский, T; Gratton, E (февраль 1996 г.). «Флуоресцентная генерализованная поляризация клеточных мембран: подход двухфотонной сканирующей микроскопии» . Biophys J . 70 (2): 626–36. Bibcode : 1996BpJ .... 70..626Y . DOI : 10.1016 / s0006-3495 (96) 79646-7 . PMC 1224964 . PMID 8789081 .  
  14. ^ SA Sanchez, MATricerri, G. Gunther и E.Gratton, Lurdan GP: от кюветы до микроскопа
  15. ^ Т. Парасасси, Е.К. Красновска, Л. Багатолли, Э. Граттон [1] , Журнал флуоресценции , 1998 г.
  16. ^ "Wiley онлайн библиотека Static" .
  17. ^ "Chemicalize.org Laurdan Viewer" .
  18. ^ Ingelmo-Торрес, М; Gaus, K .; Herms, A .; Gonzalez-Moreno, E .; Кассан, А. (2009). «Тритон Х-100 способствует холестерина в зависимости от конденсации плазматической мембраны» (PDF) . Биохим. Дж . 420 (3): 373-381. DOI : 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. DOI : 10.1016 / s0005-2736 (02) 00514-X . PMID 12225860 . 
  20. ^ Бриньяк-Хубер, LM; Рид, младший; Эйер, МК .; Backes, WL. (2013). «Взаимосвязь между локализацией CYP1A2 и образованием липидных микродоменов как функция липидного состава» . Drug Metab. Dispos . 41 (11): 1896–1905. DOI : 10,1124 / dmd.113.053611 . PMC 3807054 . PMID 23963955 .  
  21. ^ Streekanth, 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. DOI : 10.1021 / jp406340y . PMID 24079709 . 
  22. ^ Ким, Вт; Barhoumi, R .; McMurray, DN; Чапкин, РС. (2013). «Пищевой рыбий жир и DHA подавляют антиген-активированные CD4 + Т-клетки, способствуя образованию жидких мезодоменов» . Br. J. Nutr . 111 (2): 254–60. DOI : 10.1017 / S0007114513002444 . PMC 4327854 . PMID 23962659 .  
  23. ^ Wesołowska, O; Gąsiorowska, J .; Petrus, J .; Чарник-Матусевич, Б .; Михалак, К. (2013). «Взаимодействие пренилированных халконов и флаванонов хмеля обыкновенного с фосфатидилхолиновыми модельными мембранами» . Биохим. Биофиз. Acta . 1838 (1 Pt B): 173–84. DOI : 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. DOI : 10.1016 / j.bbalip.2013.08.015 . PMID 24012824 . 
  25. ^ «6-Додеканоил-2-Диметиламинонафталин (Лаурдан)» . Технологии жизни.

Внешние ссылки [ править ]

  • Лаборатория переноса, сигнализации и распространения мембран
  • Институт биомедицинских исследований Августа Пи-и-Суньер (IDIBAPS)
  • Биофизический журнал и клеточная пресса
  • Wikigenes.
  • Formatex
  • ChemSpider
  • Химизировать