티오플라빈

Thioflavin
티오플라빈 T
Thioflavin T.svg
Thioflavin-T-3D-balls.png
이름
우선 IUPAC 이름
2-[4-(디메틸아미노)페닐]-3,6-디메틸-1,3-벤조티아졸-3-염화물
식별자
3D 모델(JSmol)
체비
첸블
켐스파이더
ECHA 정보 카드 100.017.482 Edit this at Wikidata
유니
  • InChI=1S/C17H19N2S.ClH/c1-12-5-10-16(11-12)20-17(19)4)13-6-8-14(9-7-13)18(2)3;/h5-11H, 1-4H3, 1H/q+1;/p-1 확인.Y
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  • [Cl-].s2c1cc(cc1[n+](c2c3cc(N(C)C)cc3)C)c
특성.
채널17192
몰 질량 318.86 g/g
달리 명시되지 않은 한 표준 상태(25°C[77°F], 100kPa)의 재료에 대한 데이터가 제공됩니다.

티오플라빈은 티오플라빈 T와 티오플라빈 S의 적어도 2가지 화합물로 이용 가능한 형광성 염료이다.둘 다 단백질 [1]응집의 조직학적 염색과 생물물리학적 연구에 사용된다.특히, 이 염료들은 아밀로이드 [2]형성을 조사하기 위해 1989년부터 사용되어 왔다.그것들은 [3]또한 세균의 전기생리학에 대한 생물물리학 연구에도 사용된다.티오플라빈은 부식성, 자극성, 그리고 심각한 눈 [4]손상을 야기하는 심각한 독성이 있다.티오플라빈 T는 알츠하이머병과 다른 신경변성 질환에 대한 연구에 사용되어 왔다.

티오플라빈 T

티오플라빈 T(Basic Yellow 1, Methylene Yellow, CI 49005 또는 ThT)는 염산의 존재 하에서 데히드로티오톨루이딘과 메탄올을 메틸화하여 얻은 벤조티아졸 소금이다.염료는 시험관내 및 생체내(예를 들어 알츠하이머병 환자의 [1]뇌에서 발견되는 아밀로이드 베타로 구성된 플라크)에서 아밀로이드라고 불리는 잘못 접힌 단백질 집합체의 존재를 시각화하고 정량화하는 데 널리 사용된다.

아밀로이드 응집체와 같이 베타 시트가 풍부한 구조에 결합할 때, 염료는 형광이 강화되고 방출 [5][6]스펙트럼의 특징적인 적색 편이를 나타낸다.추가적인 연구들은 또한 이중 가닥 [7]DNA와의 상호작용의 결과로 형광 변화를 고려한다.형광 거동의 이러한 변화는 티오플라빈 T의 들뜬 상태 전하 분포에 영향을 미치는 많은 요인에 의해 발생할 수 있으며, 여기에는 단단한 고순서 나노포켓에 대한 결합 및 티오플라빈 T와 나노포켓 사이의 [8][9]특정 화학적 상호작용이 포함됩니다.

아밀로이드 섬유화에 결합하기 전에 티오플라빈 T는 약 427 nm를 방출한다.450 nm에서의 인근 들뜸 피크의 담금질 효과는 방출을 최소화하는 역할을 하는 것으로 의심된다.

450nm에서 흥분할 때 티오플라빈 T는 아밀로이드에 결합할 때 약 482nm에서 강한 형광 신호를 생성합니다.티오플라빈 T 분자는 탄소-탄소 결합을 통해 연결된 벤질아민과 벤조티아졸 고리로 구성된다.이 두 고리는 분자가 용액 속에 있을 때 자유롭게 회전할 수 있다.이러한 고리의 자유 회전은 광자 들뜸에 의해 생성된 들뜬 상태를 담금질한다.그러나 티오플라빈T가 아밀로이드섬유에 결합하면 두 고리의 두 회전면이 고정화되므로 이 분자는 들뜬 [1]상태를 유지할 수 있다.

티오플라빈 T 형광은 아밀로이드 구조의 진단으로 종종 사용되지만, 아밀로이드에는 완전히 특이적이지 않다.특정 단백질 및 실험 조건에 따라 티오플라빈 T는[8] 전구체 단량체, 작은 올리고머, 높은 베타 시트 함량을 가진 비응집 물질 또는 심지어 알파 나선이 풍부한 단백질에 결합했을 때 분광학적 변화를 겪을 수도 있고 그렇지 않을 수도 있다[10].반대로 일부 아밀로이드 섬유는 티오플라빈T 형광에 [11]영향을 주지 않아 거짓 음성 결과가 나올 가능성이 높다.

X-ray crystal structure of thioflavin T bound to an amyloid-like oligomer of β2 microglobulin
β2 마이크로글로불린의 아밀로이드 유사 올리고머(회색)에 결합된 티오플라빈 T의 구조로서, 형광의 증강 및 적색 편이성을 나타내는 착체.티오플라빈 T의 디메틸아미노벤질 부분(파란색)에서 벤조티아졸 부분(빨간색)으로 들뜬 상태 전하를 전환하는 많은 인자는 이 '양' 티오플라빈 T [8]신호를 생성할 수 있다.


알츠하이머병을 앓고 있는 환자의 해마 인접부 티오플라빈 S염색(녹색 왼쪽)과 아밀로이드-베타 항체 면역세포화학(오른쪽).티오플라빈 S는 알츠하이머의 두 가지 특징적인 피질 병변인 노인성 플라크(SP)와 신경섬유 엉킴(NFT)을 결합시킨다.아밀로이드 베타는 아밀로이드 전구체 단백질에서 유래한 펩타이드로 노인성 플라크에서만 볼 수 있으므로 오른쪽 이미지에서는 플라크만 볼 수 있다.왼쪽 이미지는 또한 리포푸신 과립(LP)의 녹색 신호를 정확히 중첩하는 빨간색 신호를 가지고 있는데, 리포푸신 과립은 정상적인 노화 동안 인간의 뇌에 축적되는 리소좀에서 파생된 자동 형광체입니다.

성인 C. 엘레건에서 티오플라빈 T에 노출되는 것은 어떤 수준에서는 "심각하게 수명이 연장되고 노화가 느려지는" 결과를 초래하지만, 더 높은 [12]수준에서는 수명이 감소합니다.

티오플라빈 S

티오플라빈 S는 데히드로티오톨루이딘과 술폰산의 메틸화에 의해 발생하는 화합물의 균질 혼합물이다.그것은 또한 아밀로이드 플라크의 염색에도 사용된다.티오플라빈 T와 마찬가지로 아밀로이드 섬유에 결합하지만 단량체에는 결합하지 않으며 형광 방출을 뚜렷하게 증가시킨다.그러나 티오플라빈 T와 달리 들뜸 또는 방출 [5]스펙트럼에서 특징적인 변화를 일으키지 않는다.티오플라빈 S의 후자의 특성은 높은 백그라운드 형광을 초래하여 섬유용액의 [5]정량적 측정에 사용할 수 없게 한다.아밀로이드 구조를 확인하는 데 사용되는 또 다른 염료는 콩고 레드이다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ a b c Biancalana M, Koide S (July 2010). "Molecular mechanism of Thioflavin-T binding to amyloid fibrils". Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Proteins and Proteomics. 1804 (7): 1405–12. doi:10.1016/j.bbapap.2010.04.001. PMC 2880406. PMID 20399286.
  2. ^ Gade Malmos, Kirsten; Blancas-Mejia, Luis M.; Weber, Benedikt; Buchner, Johannes; Ramirez-Alvarado, Marina; Naiki, Hironobu; Otzen, Daniel (2017). "THT 101: A primer on the use of thioflavin T to investigate amyloid formation". Amyloid. 24 (1): 1–16. doi:10.1080/13506129.2017.1304905. PMID 28393556.
  3. ^ Prindle A, Liu J, Asally M, Ly S, Garcia-Ojalvo J, Süel GM (November 2015). "Ion channels enable electrical communication in bacterial communities". Nature. 527 (7576): 59–63. Bibcode:2015Natur.527...59P. doi:10.1038/nature15709. PMC 4890463. PMID 26503040.
  4. ^ "Thioflavin T". National Center for Biotechnology Information. PubChem.
  5. ^ a b c H. 르바인 III, 효소학 방법.309, 274(1999년)
  6. ^ Groenning M (March 2010). "Binding mode of Thioflavin T and other molecular probes in the context of amyloid fibrils-current status". Journal of Chemical Biology. 3 (1): 1–18. doi:10.1007/s12154-009-0027-5. PMC 2816742. PMID 19693614.
  7. ^ Ilanchelian M, Ramaraj R (2004). "Emission of thioflavin T and its control in the presence of DNA". Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry. 162 (1): 129–137. doi:10.1016/s1010-6030(03)00320-4.
  8. ^ a b c Wolfe LS, Calabrese MF, Nath A, Blaho DV, Miranker AD, Xiong Y (September 2010). "Protein-induced photophysical changes to the amyloid indicator dye thioflavin T". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 107 (39): 16863–8. Bibcode:2010PNAS..10716863W. doi:10.1073/pnas.1002867107. PMC 2947910. PMID 20826442.
  9. ^ Biancardi A, Biver T, Mennucci B (2017). "Fluorescent dyes in the context of DNA-binding: The case of Thioflavin T". Int. J. Quantum Chem. 117 (8): e25349. doi:10.1002/qua.25349.
  10. ^ LeVine H (March 1993). "Thioflavine T interaction with synthetic Alzheimer's disease beta-amyloid peptides: detection of amyloid aggregation in solution". Protein Science. 2 (3): 404–10. doi:10.1002/pro.5560020312. PMC 2142377. PMID 8453378.
  11. ^ Cloe AL, Orgel JP, Sachleben JR, Tycko R, Meredith SC (March 2011). "The Japanese mutant Aβ (ΔE22-Aβ(1-39)) forms fibrils instantaneously, with low-thioflavin T fluorescence: seeding of wild-type Aβ(1-40) into atypical fibrils by ΔE22-Aβ(1-39)". Biochemistry. 50 (12): 2026–39. doi:10.1021/bi1016217. PMC 3631511. PMID 21291268.
  12. ^ Alavez S, Vantipalli MC, Zucker DJ, Klang IM, Lithgow GJ (April 2011). "Amyloid-binding compounds maintain protein homeostasis during ageing and extend lifespan". Nature. 472 (7342): 226–9. Bibcode:2011Natur.472..226A. doi:10.1038/nature09873. PMC 3610427. PMID 21451522.