2012年7月4日，生命科學聯合中心陳鵬課題組在Angewandte Chemie International Edition（《德國應用化學》）在線發表了名為《Converting a solvatochromic fluorophore into a protein-based pH indicator for extreme acidity》的科研論文 (Angew. Chem. 2012, 51, 7674-7679), 報道了他們結合酸敏感蛋白和環境敏感的熒光小分子所開發的用于檢測活體内強酸性環境的pH熒光探針。這一工作在該雜志最新的一期紙質版刊物中被選為了Frontispiece文章：
http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201204029/abstract
維持穩定的pH值對生物體的正常功能至關重要。強酸性環境(pH<4)對大多數生物體是緻命的，但是仍然有許多生物體進化出了在強酸性環境中生存的能力，如嗜酸性微生物幽門螺杆菌(Helicobacter pylori)等。 在真核細胞中，尤其是在内吞和分泌相關的細胞器如溶酶體内，酸性pH也發揮着重要的作用。因此對活體内pH值的實時原位檢測具有重要意義。 由于傳統的基于熒光蛋白或熒光小分子的pH探針在酸性條件下不夠穩定或細胞内定位困難，無法适用于對強酸性環境下的活細胞進行探測。 為此，陳鵬研究組開發了一種将蛋白質和熒光小分子相結合的檢測活體内強酸性環境的pH探針。
他們将含有疊氮基團的非天然氨基酸定點引入到細菌體内的酸性分子伴侶蛋白HdeA的特異性位點上，并進而通過生物正交的點擊化學反應（click reaction），将一個響應環境親疏水性變化的熒光小分子在活體内連接到HdeA上。 通過在體外對不同位點進行篩選，他們發現了HdeA蛋白上對pH最為敏感的位點(58位)。在強酸性條件下（pH<3），HdeA發生構象變化，将熒光分子包裹在疏水環境内部，使熒光信号增強，從而可以用來檢測極低的pH值。他們将這個探針成功地表達在革蘭氏陰性細菌(E. coli)的膜間質以及細胞質中，并且在哺乳細胞表面也做了展示性的應用。
陳鵬實驗室的研究生楊麥雲、宋豔群作為共同第一作者，合作完成了該課題的工作，未來計劃将該探針引入到哺乳動物細胞體内用于檢測不同酸性細胞器在生理和受激條件下的pH值。
上述工作得到了科技部、國家自然科學基金委、北大-清華生命科學聯合中心和beat365的資助。
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