生物硫醇在维持生物系统氧化还原稳态中起着至关重要的作用。谷胱甘肽(GSH)及其前体半胱氨酸(Cys)是活细胞中最丰富的两种低分子量的硫醇,其细胞内异常水平与疾病有关。GSH是一种含硫的三肽,在细胞生物学中具有重要的作用。它与细胞防御和自然产生的有害化合物,如自由基和过氧化氢有关。GSH与它的氧化型(谷胱甘肽二硫化物,GSSG)的比值是细胞氧化还原状态的一个指标,这一比值的改变可以导致许多人的病理变化。因此,对生物系统中含硫物质的异常水平的评估可以为早期诊断某些疾病提供有价值的信息。
最近,Jiang et .4报道了荧光探针在活细胞中对GSH的定量实时成像的表征。该探测器在商业上可用作RealThiol (RT,用于校准)和RealThiol AM Ester (RT-AM,用于cell) GSH探测探针(Kerafast, Boston, MA, USA)。作者进行了大量的实验,目的是证明RT优先与GSH在生理条件下发生反应。与Jiang et .4所报道的相反,我们在这里展示了RT能够与GSH和Cys(图1a, b)反应。
应该指出的是,thiols评估的分析方法通常包括分离步骤,最常用的分离生物硫醇的方法之一是高效液相色谱(HPLC),结合荧光素(HPLC- fd),质谱图6 (HPLC- ms),或串联质谱检测(HPLC- msms)。尽管Jiang et .4使用HPLC-MS进行了一些GSH测量,但他们并没有显示在H2O2处理前后的HeLa细胞中是否存在Cys。此外,他们与N-methylmaleimide量化后由HPLC-MS硫醇反应(NMM),使用100μM NMM在某些实验中,和1毫米NMM。NMM与-SH基团烷基化、n -乙基马来酰亚胺(NEM)的其他化学物质相同。虽然NEM与硫醇反应的速度非常快,但在中性或轻微酸性的pH值中,这一反应是可逆的,而过量的NEM应该被用来避免马来酰亚胺基团在不同的硫醇中可能的迁移。这不是通过江等al.4,使用100μM NMM或1毫米。这些浓度不足以确保所有的硫醇都被阻断,尤其是在GSH水平高于1毫米[3]的细胞中。
多年来,人们致力于开发基于反应的荧光传感器,以检测生活系统中的硫醇。尽管如此,Yin等人还是强调,尽管大量的硫醇反应试剂和探针在商业上已经存在很多年了,但在分子探针的整个章节中,大部分都是无选择性的,形成了含有任何含巯基的分子的共价内合物。值得注意的是,重要的是要认识到,这种普遍的硫反应性探针有时会在文献中被称为GSH(或Cys)选择性的营销或报道。这种错误的解释通常基于GSH被认为是细胞中最丰富的硫醇的假设,而任何与Cys或其他硫醇相互作用的探针信号都是可以忽略的。这可能是正确的,但已经清楚地表明,它们的浓度不仅取决于细胞类型和治疗,而且在细胞增殖过程中与静止或不分裂的细胞相比也有差异。事实上,在我们十多年来对不同细胞和组织的thiols测量的经验中,12、13、14、15,GSH的浓度通常远低于1毫米,与Cys(图1c)相当。在h2o2治疗的HeLa细胞中也是如此,在治疗后GSH和Cys的水平几乎相同(图1d)。
根据文献报道和我们的数据,我们认为一个不知情的探测终端用户可能会被人为地认为GSH的高值是由GSH和Cys产生的,包括Cys-蛋白质残留物。由于高Cys水平可能存在,所以必须谨慎使用RT探测器进行GSH量化。RT探针对谷胱甘肽的反应显然不是质疑,和这个探针的使用可能是有用的验证后,可能通过高效液相色谱法,实验系统中谷胱甘肽的量是至少一个数量级大于半胱氨酸,任何治疗之前和之后都旨在改变硫醇的水平。