分享一篇發表在JACS上的文章,題目為“Subcellular Analysis of Fatty Acid Metabolism Using Organelle-Selective Click Chemistry”,通訊作者是來自京都大學的Hamachi教授和Tamura教授,他們課題組研究方向主要為生物有機化學和生物分子的標記等。

脂肪酸作為細胞的重要能量來源和結構成分,在細胞器膜脂質中的結構多樣性賦予了膜獨特的生理特性。然而,目前對脂肪酸衍生物在亞細胞水平的豐度特征仍缺乏詳細的了解。傳統的細胞器分離方法存在出現時間分辨率低、通量有限以及不穩定脂質損失或污染的問題。
本文開發了一種基于代謝摻入疊氮脂肪酸(AFAs)和細胞器選擇性點擊化學反應的亞細胞水平脂肪酸代謝分析技術。
具體來說,作者首先在活細胞中代謝摻入疊氮修飾的棕櫚酸(AzPal)和油酸(AzOle)。這些疊氮脂肪酸能夠被細胞攝取并通過β-氧化、鏈延長、去飽和和酯化等過程轉化為各種脂質。使用不同的細胞器靶向點擊染料(OCDs)對代謝摻入的疊氮脂肪酸進行快速、無銅的點擊反應。以Rhodol-DBCO為例,其由同時實現內質網高爾基體定位以及熒光信號報告的氟代Rhodol以及一個環應變的環辛炔組成。最后,作者可以使用共聚焦顯微鏡進行成像,或者使用薄層色譜層析(TLC)或LC-MS進行分析。

在驗證部分中,作者首先驗證了疊氮脂肪酸摻入代謝的可行性,然后使用共聚焦顯微鏡成像,證明了細胞器靶向點擊染料的細胞器選擇性。然后作者通過TLC和LC-MS分析了細胞內OCD修飾的脂質的細胞器分布。最后作者還進行了脈沖追蹤實驗,研究了內質網/高爾基體和線粒體中脂肪酸衍生物的代謝是否存在差異。以TLC分析為例,在活細胞處理組,可以看見幾種染料修飾脂質的新的熒光點,而不加疊氮脂肪酸的陰性對照只有幾種染料或染料的淬滅熒光點。此外對于在裂解液進行Click的標記模式與活細胞Click標記模式不同,且只有活細胞Click具有細胞器特異性,裂解液的Click標記模式則幾乎相同。

總的來說,本文發展了一種可以亞細胞分析脂肪酸的方法。該方法的細胞器選擇性Click為其他帶疊氮的代謝物的原位亞細胞水平分析提供了可能。
本文作者:YDP
責任編輯:LYC
DOI:10.1021/jacs.5c02871
原文鏈接:https://doi.org/10.1021/jacs.5c02871







