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研究生： 吳詠朋
Wu, Yung-Peng.
論文名稱： 膜錨式籠閉生物素探針應用於成像釋放至細胞表面的過氧亞硝酸鹽
Imaging Secreted Peroxynitrite on Cell Surface by Membrane-Anchored Caged-Biotin Probe
指導教授： 陳貴通
Tan, Kui-Thong
口試委員: 王聖凱
Wang, Sheng-Kai
吳淑褓
Wu, Shu-Pao
學位類別： 碩士
Master
系所名稱： 理學院 - 化學系
Department of Chemistry
論文出版年： 2017
畢業學年度： 105
語文別： 中文
論文頁數： 104
中文關鍵詞： 螢光探針 、籠閉探針 、籠閉生物素探針 、低背景 、高螢光增益 、免除非專一性干擾
外文關鍵詞： fluorescent probe, caged probe, caged-biotin probe, low background, high amplification, no non-specific signal
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    • 隨著現代生物與醫學的蓬勃發展，光學生物感測器的成長潛力更加顯著，以小分子螢光探針最為受到矚目，具備簡單、快速、靈敏等優點，被廣泛應用於眾多領域。其中籠閉探針 (caged probe) 的發展與應用性不斷地上升，已經有許多此類探針被設計出來，卻面臨了多項限制，如過高的背景訊號、一個目標物對應一個螢光訊號模式及非專一性訊號的干擾等問題。
    在本研究中，我們開發出新型籠閉生物素探針(Caged-Biotin Probes, CBP)，其螢光的增益是取決於與鏈黴親和素蛋白的結合，克服了以往籠閉探針的限制。相較於以往的籠閉探針系列，籠閉生物素探針展現了更低的背景值，更優越的螢光增益性，且不受複雜環境中其他大分子的干擾。至今，細胞內釋放出ROS與RNS物種至細胞表面的資訊尚不明確。我們將利用籠閉生物素探針策略，搭配SNAP-tag標記技術以及醯胺耦合的設計，使新型探針能夠附著於細胞膜表面，偵測細胞表面的過氧亞硝酸鹽(peroxynitrite, ONOO− )。

    Recently, the developments and applications of small molecule-based fluorescent probes for analyte detection have gained much attention. Caged-probe, a tool for analyte detection, have became more and more popular. However, there are three main limitations of the current strategies. One is the background fluorescence from the "fluorescence off" chemical probe. Another one is the "one target to one signal" mode that has limited the sensitivity of most fluorescent probes. Finally, fluorescent probes can easily produce nonspecific signal in biological samples.
    In this thesis, we show a novel approach to overcome this three limitations through Caged-Biotin Probes (CBP) in which the signal turn-on mechanism is based on the controlled streptavidin-biotin binding. As compared to the conventional caged- probes, CBP exhibit extremely low background, signal amplification and simple procedure to remove nonspecific signals. To date, the information of secreted ROS/RNS on plasma membrane is still not available. With this new CBP approach, we can image secreted ROS and RNS species along the extracellular plasma membrane.

    摘要 I Abstract II 謝誌 III 目錄 IV 縮寫對照表 VII 第一章 緒論 1 1-1 研究動機 1 1-2 生物感測器 1 1-2.1 生物辨識元件 2 1-2.2 轉換元件 3 1-3 螢光增益機制 8 1-3.1 自組裝型螢光增益 8 1-3.2 環境敏感螢光增益 9 第二章 文獻回顧 12 2-1 光活化型籠閉螢光探針(photoactivatable caged-fluorescence probe) 12 2-1.1 籠閉螢光團(caged-fluorophore) 12 2-1.2 籠閉螢光素(caged-luciferin) 16 2-1.3 籠閉生物素(caged-biotin) 19 2-2 反應型籠閉螢光探針(reactive caged-fluorescence probe) 21 2-2.1 籠閉螢光團(caged-fluorophore) 21 2-2.2 籠閉螢光素(caged-luciferin) 24 第三章 探針構想與設計 26 3-1 籠閉生物素探針設計構想 26 3-2 籠閉生物素探針設計 28 第四章 結果與討論 30 4-1 探針8螢光與選擇性測試 30 4-2 新型籠閉生物素探針設計構想 (caged-biotin probe, CBP) 32 4-3 探針15結構設計 34 4-4 探針14及15細胞測試 35 4-5 探針18結構設計 39 4-6 探針18細胞測試 41 第五章 結論 52 第六章 實驗部分 53 6-1 實驗藥品及器材 53 6-2 有機合成與光譜資料 55 6-3 螢光測試條件 67 6-4 選擇性測試中不同ROS與RNS溶液配製 67 6-5 HPLC於DMEM培養液中測試ONOO− 釋放實驗 68 6-5.1 不同SIN-1濃度測試 68 6-5.2 時間變化測試 68 6-6 細胞培養及細胞影像實驗[61] 68 6-6.1 培養基及試劑 68 6-6.2 細胞繼代培養 69 6-6.3 轉染後Hela細胞影像 69 6-6.4 RAW264.7細胞影像 70 參考文獻 71 附錄 75

    1. Thevenot, D. R.; Toth K.; Durst, R. A.; Wilson G. S. Biosens. Bioelectron. 2001, 16, 121.
    2. 蘇宏基, 化學生物感測器講義, 國立東華大學化學系
    3. Grieshaber D.; MacKenzie R.; Voros J.; Reimhult E. Sensors 2008, 8, 1400.
    4. Chan J.; Dodani S. C.; Chang C. J. Nat. Chem. 2012, 4, 973.
    5. Khor, S. M. J. Chromatogr. B. 2016, 1015, 157.
    6. Patel, P. N.; Mishra, V.; Mandloi, A. S. JERS. 2010, 1, 15.
    7. Long, F.; Zhu, A.; Shi, H. Sensors 2013, 13, 13928.
    8. Nguyen, H. H.; Park, J.; Kang, S.; Kim, M. Sensors 2015, 15, 10481
    9. Sipova, H.; Homola, J. Anal. Chim. Acta 2013, 773, 9.
    10. Damborsky, P. Biochemistry. 2016, 60, 91.
    11. Liedberg, B.; Nylander, C.; Lundstorm, I. Sens. Actuators, A 1983, 4, 299.
    12. Liedberg, B.; Nylander, C.; Lundstorm, I. Biosens. Bioelectron.1995, 10, i.
    13. 徐千博, SPR在生物感測器上之應用, 國立台灣大學.
    14. Abdullah, J.; Karuppiah, N.; Sidek, H. Sensors. 2007, 7, 2238.
    15. Tan, H.-Y.; Loke, W.-K.; Tan, Y.-T.; Nguyen, N.-T. Lab Chip 2008, 8, 885.
    16. Jindal, R.; Cramer, S. M. J. Chromatogr. A 2004, 1044, 277.
    17. Brennan, J. D. (2006) Encyclopedia of Analytical Chemistry. John Wiley & Sons, Ltd.
    18. Nagano, T. Proc. Jpn. Acad. Ser. B Phys. Biol. Sci. 2010, 86, 837.
    19. Yoshii, T.; Mizusawa, K.; Takaoka, Y.; Hamachi, I. J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 16635.
    20. Mizusawa, K.; Ishida, Y.; Takaoka, Y.; Miyagawa, M.; Tsukiji, S.; Hamachi, I. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 7291.
    21. Rettig, W. Appl. Phys. B. 1988, 45, 145.
    22. Drummen, G. P. C. Molecules 2012, 17, 14067.
    23. Rumble, C.; Rich, K.; He, G.; Maroncelli, M. J. Phys. Chem. A 2012, 116.
    24. Haidekker, M. A.; Brady, T. P.; Lichlyter, D.; Theodorakis, E. A. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 398.
    25. Ono, M.; Watanabe, H.; Kimura, H.; Saji, H. ACS Chem. Neurosci. 2012, 3, 319.
    26. Mustafic, A.; Huang, H.-M.; Theodorakis, E. A.; Haidekker, M. A. J. Fluoresc. 2010, 20, 1087.
    27. Yang, Z.; He, Y.; Lee, J.-H.; Park, N.; Suh, M.; Chae, W. S.; Cao, J.; Peng, X.; Jung, H.; Kang, C.; Kim, J. S. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 9181.
    28. Loving, G. S.; Sainlos, M.; Imperiali, B. Trends Biotechnol. 2010, 28, 73.
    29. (a) Uchiyama, S.; Santa, T.; Okiyama, N.; Fukushima, T.; Imai, K.; Biomed, Chromatogr. 2001, 15, 295.
    (b) Santa, T.; Fukushima, T.; Ichibangase, T.; Imai, K. Biomed. Chromatogr. 2008, 22, 343.
    30. Kelkar, D. A.; Chattopadhyay, A. J. Phys. Chem. B. 2004, 108, 12151.
    31. Lee, M. H.; Kim, H. J.; Yoon, S.; Park, N.; Kim, J. S. Org. Lett. 2008, 10, 213.
    32. Uchiyama, S.; Takehira, K.; Yoshihara, T.; Tobita, S.; Ohwade, T.; Org. Lett. 2006, 8, 5869.
    33. Kucherak, O. A.; Didier, P.; Mely, Y.; Klymchenko, A. S. J. Phys. Chem. l. 2010, 1, 616.
    34. Huang, C.; Yin, Q.; Zhu, W.; Yang, Y.; Wang, X.; Qian, X.; Xu, Y. Angew. Chem. Int. Ed. 2011, 50, 7551.
    35. Belov, V. N.; Wurm, C. A.; Boyarskiy, V. P.; Jakobs, S.; Hell, S. W. Angew. Chem. Int. Ed. 2010, 49, 3520.
    36. Krafft, G. A.; Sutton, W. R.; Cummings, R. T. J. Am. Chem. Soc. 1988, 110, 301.
    37. Gee, K. R.; Weinberg, E. S.; Kozlowski, D.J. Bioorg. Med. Chem. Lett. 2001, 11, 2181.
    38. Politz, J. C. Trends Cell Biol. 1999, 9, 284.
    39. Kobayashi, T.; Urano, Y.; Kamiya, M.; Ueno. T.; Kojima, H.; Nagano, T. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 6696.
    40. Keppler, A.; Gendreizig, S.; Gronemeyer, T.; Pick, H.; Vogel, H.; Johnsson, K. Nat. Biotechnol. 2003, 21, 86.
    41. Banala, S.; Maurel, D.; Manley, S.; Johnsson, K. ACS Chem. Biol. 2012, 7, 289.
    42. Shao, Q.; Jiang, T.; Ren, G.; Cheng, Z.; Xing, B. Chem. Commun. 2009, 4028.
    43. Porterfield, W. B.; Jones, K. A.; McCutcheon, D. C.; Prescher, J. A. J. Am. Chem. Soc. 2015, 137, 8656.
    44. Terai, T.; Maki, E.; Sugiyama, S.; Takahashi, Y.; Matsumura, H.; Mori, Y.; Nagano, T. Chem. Biol. 2011, 18, 1261.
    45. Bhuniya, S.; Maiti, S.; Kim, E.-J.; Lee, H.; Sessler, J. L.; Hong, K. S.; Kim, J. S. Angew. Chem. Int. Ed. 2014, 53, 4469.
    46. Hama, Y.; Urano, Y.; Koyama, Y.; Kamiya, M.; Bernardo, M.; Paik, R. S.; Shin, I. S.; Paik, C. H.; Choyke, P. L.; Kobayashi, H. Cancer Res. 2007, 67, 2791.
    47. Sakabe, M.; Terai, T.; Nagano, T.; Urano, Y.; J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 409.
    48. Kumar, M.; Kumar, N.; Bhalla, V.; Sharma, P. R.; Kaur, T. Org. Lett. 2012, 14, 406.
    49. Yu, H.; Zhang, X.; Xiao, Y.; Zou, W.; Wang, L.; Jin, L. Anal. Chem. 2013, 85, 7076.
    50. Bittner, G. C. V.; Dubikovskaya, E. A.; Bertozzi, C. R.; Chang, C. J. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2010, 107, 21316.
    51. Bowen Ke, Wenxiao Wu, Wei Liu, Hong Liang, Deying Gong, Xiaotong Hu, Minyong Li. Anal. Chem. 2016, 88, 592.
    52. Liu, T.-K.; Hsieh, P.-Y.; Zhuang, Y.-D.; Hsia, C.-Y.; Huang, C.-L.; Lai, S.-P.; Lin, H.-S.; Chen, I.-C.; Hsu, H.-Y.; Tan, K.-T. ACS Chem. Biol. 2014, 9, 2359.
    53. Uchiyama, S.; Kimura, K.; Gota, C.; Okabe, K.; Kawamoto, K.; Inada, N.; Yoshihara, T.; Tobita, S. Chemistry 2012, 18, 9552.
    54. Patel, R.P.; Mcandrew, J.; Sellak, H.; White, R.; Jo, H.; Freeman, B.A.; Darley-Usmar, V.M. Biochim. Biophys. Acta. 1999, 1411, 385.
    55. De Bundel, D.; Sarre, S.; Van Eeckhaut, A.; Smolders, I.; Michotte, Y. Sensors 2008, 8, 5171.
    56. Sun, X.; Xu, Q.; Kim, G.; Flower, S. E.; Lowe, J. P.; Yoon, J.; Fossey, J. S.; Qian, X.; Bull, S. D.; James, T. D. Chem. Sci. 2014, 5, 3368.
    57. (a) Duguid, E. M.; Rice, P. A.; He, C., J. Mol. Biol. 2005, 350, 657. (b) Kufer, S.; Dietz, H.; Albrecht, C.; Blank, K.; Kardinal, A.; Rief, M.; Gaub, H., Eur. Biophys. J. 2005, 35, 72.
    58. Gautier, A.; Juillerat, A.; Heinis, C.; Corrêa Jr, I. R.; Kindermann, M.; Beaufils, F.; Johnsson, K. Chem. biol. 2008, 15, 128.
    59. Pacher, P.; Beckman, J.S.; Liaudet, L. Physiological reviews. 2007, 87, 315.
    60. Koppenol, W.H. Química Nova. 1998, 21, 326.
    61. 賴琬儀, 籠閉生物素及環境敏感螢光染料在生物感測上的應用, 國立清華大學碩士論文, 2016.

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