具有对Zn2+多种亲和力的选择性传感器分子,揭示了海马片中突触释放的Zn2+的动态和区域分布
Kensuke Komatsu1, Kazuya Kikuchi, Hirotatsu Kojima
1Graduate School of Pharmaceutical Sciences, The University of Tokyo, 7-3-1 Hongo, Bunkyo-ku, Tokyo 113-0033, Japan.
Journal of the American Chemical Society
|July 21, 2005
概括
研究人员开发了具有不同亲和度的新光 (Zn2+) 传感器. 这些传感器能够精确地可视化跨生物范围的度,揭示海马体内的差异释放.
科学领域:
- 生物化学 生物化学
- 神经科学是一个神经科学.
- 化学生物学 化学生物学
背景情况:
- 生物 (Zn2+) 度波动很大,需要具有不同亲和度的传感器.
- 像ZnAF-2这样的现有传感器在动态范围和特异性方面存在局限性.
- 了解Zn2+动态对于各种生理和病理过程至关重要.
研究的目的:
- 开发具有广泛亲属性的新型光Zn2+传感器分子 (Kd: 10^-810^-4 M).
- 为了评估培养细胞和ex vivo脑切片中的传感器性能.
- 为了研究在不同的海马体子区域的差异性Zn2+释放.
主要方法:
- 一系列光Zn2+传感器分子的合成,具有可调的亲和关系.
- 对生物相关金属离子 (Ca2+,Mg2+) 的传感器选择性的评估.
- 使用光显微镜在培养细胞和海马片中实时检测Zn2+.
- 通过高去极化诱导的突触Zn2+释放的测量.
主要成果:
- 新的传感器显示Kd值为10^-810^-4 M,与ZnAF-2 (2.7 nM) 不同.
- 传感器显示Zn2+对Ca2+和Mg2+的高选择性,反应快 (<100毫秒).
- ZnAF-3 (Kd = 0.79 μM) 揭示了海马体中差异性Zn2+释放,与CA3和CA1.1相比,在牙状回形 (DG) 中的度更高.
结论:
- 开发的Zn2+传感器为在广泛的度范围内进行光成像提供了多功能工具.
- 在海马体 (DG>CA3 / CA1) 中的Zn2 +释放差异首次被证明.
- 结合使用ZnAF家族成员为生物Zn2+研究提供了前所未有的能力.
