Design of fluorescent probes for dynamic analysis of polysufides and proteins modified by polysulfidation

2024 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 20K07006
• Research Institution: Hyogo Medical University
• Principal Investigator: 前田 初男 兵庫医科大学, 薬学部, 教授 (00229311)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 塚本 効司 兵庫医科大学, 薬学部, 准教授 (00454794)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2025-03-31
• Keywords: ポリスルフィド / 蛍光プローブ / ポリスルフィド化タンパク質

Outline of Annual Research Achievements

昨年度、O-(2-nitrobenzenesulfonyl)-fluorescein (2a)がポリスルフィドプローブとして機能するためには界面活性剤CATBの添加が必須であるという問題点を解決するポリスルフィドプローブとしてO-(2-nitro-5-methyl-benzenesulfonyl)-fluorescein (2b)およびO-(2-nitro-5-isopropyl-benzenesulfonyl)-fluorescein (2c)が有力であることを見出した。そこで、これらの蛍光特性について再検討した。すなわち、2（終濃度10 μM）および各硫黄種（終濃度100 μM NaSH、50 μM Na2S2または8 mM GSH）の混合溶液（pH 7.4）を30分間撹拌した後、520 nmにおける蛍光応答を比較した。その結果、2aは、すべての硫黄種に対して同程度の強い蛍光応答を与えた。2bは、Na2S2とGSHに同程度の強い蛍光応答を与えたが、NaSHにはNa2S2とGSHに対する応答の1/4程度の蛍光応答しか与えなかった。これに対して、2cは全ての硫黄種に対して全く蛍光応答を与えなかった。
一方、界面活性剤CATB共存化においては、2aは、Na2S2のみに対して蛍光応答を示した。また、2bも同様な挙動を示したが、2aのNa2S2に対する蛍光応答に比べると、その蛍光応答は45%程度であった。
これらの結果から、O-(2-nitrobenzenesulfonyl)-fluoresceinおよびその類似化合物の脱保護反応に基づき設計されたポリスルフィドプローブの特性は、界面活性剤CBTの有無だけでなく、2-nitrobenzenesulfonyl基の5位の置換基の立体効果の影響も多大に受けることが明らかになった。前者の影響の起源については、不明であり、今後の検討に委ねたい。