NQO1小分子荧光探针的合成及细胞成像研究文献综述

一、课题背景

NQO1基因编码还原型辅酶/醌氧化还原酶，又称为DT-硫辛酰胺脱氢酶(DT-diaphorase)，是一种黄素酶， NQO1在器官中分布广泛，但在肝脏、肾脏、肠胃道中水平最高。NQO1酶可受到各种化学物的诱导, 如多环芳烃、氢醌、丙烯酸盐、花茎甘蓝(十字花科植物提取物)等。NQO1酶属于Ⅱ相代谢酶，在体内与其它Ⅰ、Ⅱ相代谢酶一起构成了体内对外源毒性物质的代谢网络, 在机体的解毒代谢中发挥着重要作用。NQO1的多态性会降低NQO1酶对化学物质的解毒能力，增加了患血液疾病的风险。

NQO1基因定位在第16号染色体16q12-q22位置，基因全长20kb,含6个外显子，中间被5个内含子所隔开，其中第6个外显子最大，达1833bp，上面有4个强多聚A信号序列(AATAAA)和一个人类Alu重复序列。NQO1基因编码含274个氨基酸残基的蛋白。

NQO1基因编码的蛋白是苯在人体骨髓中代谢的一种关键酶，该酶是细胞内的一种保护性还原酶，能够保护细胞免受外界醌类物质和氧化损伤，比如将苯醌转化为低毒性的氢醌和羟基化合物，从而避免亲和性醌类对细胞DNA的损伤，保证机体的正常生理功能。研究表明，NQO1基因的609C/T多态与NQO1酶的活性有关，其中NQO1基因的609CC基因型有高活性，609CT基因型有中等活性，而609TT基因型则无活性。因此，NQO1多态性与白血病有较高的相关性，其中与儿童白血病的发生关系更加密切。

人的NQO1酶分子以双聚体形式存在，每个亚基含有一个黄素腺嘌呤二核甘酸(FAD)分子，相对分子质量为30103。NQO1在细胞内主要存在于细胞质，但微粒体、线粒体、高尔基体中均检测到该酶的活性。正常人的肝脏中NQO1表达并不丰富，但是在肝癌患者的组织中发现NQO1的mRNA水平比正常组织中高出几乎50倍。在其他许多肿瘤细胞，如乳腺癌、结肠癌和肺癌细胞中也都发现NQO1表达要比正常组织高出很多。

NQO1酶是一种黄素酶，由NAD(P)H提供电子催化醌类化合物，使各种醌类化合物还原为氢醌类化合物，再转化为水溶性的化合物排出体外，NQO1酶催化的还原反应直接供给醌双电子，无代谢中间物半醌形成，从而减低了具有致癌性和致畸性的醌类化合物的危害。

因此，对NQO1基因表达的高选择性研究，可以让我们从具有NQO1的人细胞中鉴别出从不具有的细胞，再通过探针的特异性活性，实现细胞的成像，进而对癌症组织或细胞进行荧光辅助切除和个性化疗的疗效研究，对癌症治疗起到一定的作用。

二、研究问题

设计合成小分子荧光探针并研究其在细胞中的成像问题。

在可激活的荧光探针的前沿部分，是关注快速和选择性的刺激触发探针以允许生物标记物的鉴定和细胞成像，这里的工作涉及由报告基团组成的掩蔽的荧光团，荧光团通过新颖的自剪切连接链与荧光有效的淬灭。触发基团的高度选择性和快速激活通过化学和酶学方法实现，这导致激活的触发基团与自剪切连接链脱离，随后后者自主与报告基团断开，从而显示出强烈的荧光红移。