Книги
чёрным по белому
Главное меню
Главная О нас Добавить материал Поиск по сайту Карта книг Карта сайта
Книги
Археология Архитектура Бизнес Биология Ветеринария Военная промышленность География Геология Гороскоп Дизайн Журналы Инженерия Информационные ресурсы Искусство История Компьютерная литература Криптология Кулинария Культура Лингвистика Математика Медицина Менеджмент Металлургия Минералогия Музыка Научная литература Нумизматика Образование Охота Педагогика Политика Промышленные производства Психология Путеводители Религия Рыбалка Садоводство Саморазвитие Семиотика Социология Спорт Столярное дело Строительство Техника Туризм Фантастика Физика Футурология Химия Художественная литература Экология Экономика Электроника Энергетика Этика Юриспруденция
Новые книги
Цуканов Б.И. "Время в психике человека" (Медицина)

Суворов С. "Танк Т-64. Первенец танков 2-го поколения " (Военная промышленность)

Нестеров В.А. "Основы проэктирования ракет класса воздух- воздух и авиационных катапульных установок для них" (Военная промышленность)

Фогль Б. "101 вопрос, который задала бы ваша кошка своему ветеринару если бы умела говорить" (Ветеринария)

Яблоков Н.П. "Криминалистика" (Юриспруденция)
Реклама

Супрамолекулярная химия Том 2 - Стид Дж.В.

Стид Дж.В., Этвуд Дж.Л. Супрамолекулярная химия Том 2 — М.: Академкнига, 2007. — 416 c.
ISBN 978-5-94628-307-6
Скачать (прямая ссылка): supromolekulyarnayahimiyat22007.djvu
Предыдущая << 1 .. 70 71 72 73 74 75 < 76 > 77 78 79 80 81 82 .. 136 >> Следующая


Схема 8.2. Катионный сенсор на основе антрацензамещенного азакоранда (8.18)
720

8. Молекулярные устройства

(8.19)

Флуоресцентные свойства фрагмента [Ru(bipy)3]2+ также использованы в ряде сенсорных устройств, особенно при определении анионов, когда можно реализовать эффект от наличия положительного заряда в этом компоненте. Так, на основе

(б): M = Co
8.3. Информация и сигналы: семиохимия

721

бипиридила был получен (P. Beer and F. Szemes, 1995) сенсор на хлорид-ион. Хозяева содержали связывающий азакорандный центр, который может взаимодействовать с хлорид-ионом за счет четырех водородных связей N-H - Cl при посредничестве связей C-H - Cl и положительного заряда двух катионов [Ru(bipy)3]2+. 1H ЯМР-титрование показало, что соединение (8.20) связывает хлорид-ион с константой -4-Ю4 M-1 в DMSO, а анион H2PO^ не связывает вовсе, что обусловлено жесткостью небольшого макроцикла. Наличие двух люминесцентных центров усложняет флуоресцентное определение аналитов с помощью соединения (8.20). Поэтому был синтезирован смешанный электрофотосенсор (8.21а, б). Эти соединения связывают хлорид-ион с таким же сродством, как и (8.20), причем в присутствии одного мольного эквивалента хлорида наблюдается значительное увеличение (примерно в 3 раза) интенсивности флуоресценции соединения (8.216).

8.3*2 Флуорофоры

Разработка флуорофоров (флуоресцентные и связывающие агенты) -соединений для измерения распределения и концентрации биологически важных ионов металлов, таких, как Zn2+, Ca2+ и Mg2+, — представляет особый интерес для сенсорной технологии. Распределение кальция и магния в клеточной мембране имеет большое значение для запуска и регуляции различных процессов в живой клетке. Цинк — необходимый компонент ряда важных ферментов, например карбо-ангидразы, и белков с мотивом «цинковые пальцы»; он также влияет на синтез ДНК, апоптоз (запрограммированный клеточный суицид, например, при образовании конечностей и пальцев в эмбрионах) и на экспрессию генов. Особое значение имеет возможность определять один из этих катионов в присутствии других в образцах тканей. Первым лигандом, способным выполнять такую функцию, был TSQ (8.22), действующий как селективный флуоресцентный краситель при определении Zn2+ в присутствии Ca2+ и Mg2+. К сожалению, интенсивность флуоресценции зависит от характера среды, и, поскольку стехиометрия соединений оставалась совсем не ясной, эта система была далеко не идеальной. Улучшенный флуорофор -цинкин (8.23), который, будучи нейтральным, способен диффундировать через ли-пофильные клеточные мембраны. Проникнув в клетку, он гидролизуется эстераза-ми и связывает Zn2+ как анионный хелатный лиганд. Образуются комплексы состава 1:1 и 2:1 с константами связывания -IO6-IO7 M-1 при физиологическом pH. Такое сродство достаточно для определения Zn2+ в живых клетках, но оно не позволяет цинкину взаимодействовать с прочно связанным цинком в металлофермен-тах и белках с мотивом «цинковые пальцы».

Конструирование намного более эффективных сенсоров на цинк основано на данных о том, что в присутствии цинксодержащей карбоангидразы (CA) интенсивность флуоресценции флуорофора дансиламида* резко возрастает, а его спектр смещается в голубую область (схема 8.3). Этот эффект объясняют тем, что при связывании лигандом закрепленного на ферменте Zn2+ лиганд находится под защитой гидрофобного кармана фермента. При этом депротонирование дансиламида (с образованием группы SO2NH-) также способствует связыванию катиона цинка.

* Более точное название — дансиламин. (Примеч. ред. перевода.)
,722

8. Молекулярные устройства

Основываясь на этих данных, Э. Кимура (Е. Kimura et al.) с сотрудниками из Университета Хиросимы (Япония) получил чрезвычайно эффективный цинковый флуорофор - дансиламиноэтилциклен (8.24) (Т. Koike et al., 1996), депротониро-ванная дансиламиногруппа которого обладает высоким сродством к катиону Zn2+. При хелатировании металлического центра хромофором с несколькими амино-

Схема 8.3. Усиление флуоресценции и сдвиг в голубую область эмиссионного спектра дансиламида при связывании с карбоангидразой
8.3. Информация и сигналы: семиохимия

#23

группами наблюдалось резкое увеличение интенсивности флуоресценции. Это явление известно как CHEF-эффект (chelation-enhanced fluorescence; флуоресценция, усиленная хелатированием), и о нем впервые сообщил М. Хастон с соавторами (М. Huston et al., 1988). CHEF-эффект возникает в результате чрезвычайно эффективного тушения флуоресценции флуорофора свободными аминогруппами. Однако при хелатировании (т.е. при сильном связывании) с металлическим центром не-поделенные электронные пары аминов, имеющие высокую эффективную концентрацию в свободном состоянии, теряют способность тушить флуоресценцию, которая и проявляется в полную силу.

Связывающий центр циклена ([12]aH-N4) имеет высокое сродство к Zn2+ и в сочетании с депротонированным остатком дансиламина образуется пятикоординационный квадратно-пирамидальный 1:1-комплекс с Zn2+, КIO20 8 M"1. Как и в антраценовом сенсоре (8.19), флуоресценция дансиламиногруппы в (8.24) частично тушится неподеленной электронной парой азота. Однако протонирование рецептора (8.24) с образованием (8.24)-2Н+ приводит только к 20%-му усилению интенсивности флуоресценции. Напротив, комплексообразование с Zn2+ в зависимости от излучаемой длины волны дает пяти-десятикратное усиление флуоресценции, а также голубой сдвиг в спектре излучения от 582 до 540 нм, так же как и в системе с CA. В противоположность этому Cu2+ тушит флуоресценцию полностью, так как возможен перенос электрона на частично заполненный flf-подуровень металла. Флуорофор (8.24) способен определять Zn2+ в интервале 0.1-5 мкМ, причем интенсивность флуоресценции линейно зависит от концентрации. На связывание не влияет присутствие ионов щелочных и щелочноземельных металлов, хотя Cu2+ успешно конкурирует с Zn2+ (константа связывания Cu2+ — более IO30 M-1). Этот лиганд настолько чувствителен и эффективен, что теперь является коммерческим.
Предыдущая << 1 .. 70 71 72 73 74 75 < 76 > 77 78 79 80 81 82 .. 136 >> Следующая