北京
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背景介绍
吲哚-3-乙酸(IAA)是最早发现的植物激素之一，其基本作用是调节植物的生长发育。IAA存在于植物的所有器官中，主要集中在生长旺盛的部位，如生长的茎尖和根尖、展开的叶、胚、幼果和种子。这种自然产生的物质在很低的浓度下就能触发植物的生理过程。实现IAA的灵敏和快速测定有助于了解其在调节植物生长、发育和衰老以及适应环境中的机制，这在植物生理学研究中具有重要意义。
近期，东北林业大学陈立钢教授和牛娜副教授团队报道了一种以牛血清白蛋白(BSA)为生物模板，利用IAA在辣根过氧化物酶 (HRP) 催化下特异性生成的单线态氧(1O2)可阻断蒽基探针分子内电荷转移(ICT)的策略来实现对植物中IAA信号的可视化传感。相关成果以“Biocompatible fluorescent biosensor reveals the level and distribution of indole-3-acetic acid signals in plants”为题发表在国际化学权威杂志Analytical Chemistry上（DOI: 10.1021/acs.analchem.2c04334）。 该论文第一作者为东北林业大学博士生吴梦，陈立钢教授和牛娜副教授为共同通讯作者。
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研究内容
在这项工作中，作者通过简单的一步取代反应制备了蒽基荧光探针(AP)。 IAA在HRP催化下生成的1O2触发蒽单元中的C-C键断裂反应，这阻断了蒽与荧光团间的分子内电荷转移(ICT)，导致探针荧光显著增强。 且BSA的空腔作为生物模板的支撑，允许探针在不受植物组织环境干扰的情况下检测IAA。
该项工作设计的荧光探针可以在多种IAA结构类似物存在的情况特异性地检测各种真实样品中的IAA。此外，生物相容性荧光生物传感器可以通过荧光成像对植物组织中的IAA进行可视化监测，并反映植物内源性IAA对外部胁迫的响应。
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研究图文
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小结
作者主要阐述了一种新的生物相容性IAA传感器，针对多种具有高干扰性的IAA结构类似物问题，我们利用IAA在HRP催化下能特异性产生1O2的特性来提高其选择性。采用分子对接的方法模拟BSA与AP的结合方式，并将BSA作为AP的生物模板，扩展传感器的生物相容性。这种小型荧光生物传感器无需过多的修饰就可以很容易地孵育到植物中，完成IAA在不同组织中的水平和分布的生物成像。此外，在试纸上用比色法观察IAA水平和活体荧光花的培养也可以很容易地完成。这项工作为化学生物学中生物成像领域的拓展提供了新的视角和意义。
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文献详情
Biocompatible Fluorescent Biosensor Reveals the Level and Distribution of Indole-3-Acetic Acid Signals in Plants
Meng Wu, Chenhui Yin, Zhixin Liu, Mengyuan Wang, Qijun Sun, Na Niu*, Ligang Chen*
Anal.Chem.
DOI: 10.1021/acs.analchem.2c04334
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