[发明专利]一种检测葡萄糖基转移酶的比率型荧光探针及其应用

说明书

一种检测葡萄糖基转移酶的比率型荧光探针及其应用，其属于生物医药技术领域。该探针具有4‑羟基萘酰亚胺结构母核，为比率型荧光探针，其经葡萄糖基转移酶催化后的糖基化产物仍然具有荧光属性，根据探针底物及其葡萄糖基化产物的荧光强度比率，用于测定体系内葡萄糖基转移酶的活力。所发明探针可以用于重组表达的葡萄糖基转酶的活力分析，亦可用于检测不同种属、不同个体来源的生物样本中的葡萄糖基转移酶的活性测定。特别是，以糖苷类成分为主要药效物质的植物类药材，应用本探针测定分析其中的葡萄糖基转移酶的表达情况对于药材的种植采收以及质量控制具有重要的指导作用。

技术领域

本发明属于生物医药技术领域，一种检测葡萄糖基转移酶的比率型荧光探针及其应用。

背景技术

糖基转移酶(Glycosyltransferases, GT; EC 2.4.x.y)是高度分歧的多源基因家族，广泛存在于所有有机体中，催化糖基从活化的供体分子转移到受体分子上。糖基的供体分子是多种多样的，除了常见的糖类、磷酸糖、核苷磷酸糖和尿苷二磷酸葡萄糖醛酸外，尿苷二磷酸-木糖、尿苷二磷酸-鼠李糖、尿苷二磷酸-半乳糖等也可作为糖基供体。在植物中，一般用尿苷二磷酸-葡萄糖来提供糖基分子。糖基的受体分子有葡萄糖、果糖、核糖等单糖，蔗糖、乳糖等2-10个糖苷键链接而成的寡糖，淀粉、糖原、纤维素等10个以上糖苷键相连的多糖。此外，还有一些非糖类的化合物(如脂类, 甾醇, 萜类化合物, 酚类, 蛋白质, 抗生素, 激素类)和农药等非生物体物质。通常糖基分子结合在受体分子的羟基(-OH)和羧基(-COOH)氧原子、氨基(-NH₂)氮原子、巯基(-SH)硫原子和碳(C-C)等原子上。糖基化反应的产物有双糖、寡糖、苷类和次生代谢产物的小分子化合物等。由于糖基化修饰在调节植物激素平衡、内外源物质的解毒以及防御反应和次生代谢产物的修饰方面发挥着重要作用，糖基转移酶被认为是植物中最为重要的生物合成酶之一。

葡萄糖基转移酶(glucosyltransferases, GT, EC 2.4.1)能够催化活性葡萄糖供体，例如尿苷二磷酸-葡萄糖，与其他受体分子结合生成糖苷类成分或者多糖类成分。上述含糖基的成分往往是植物中的具有重要生物活性的物质，亦是天然产物来源的重要药用物质，对人类健康发挥着重要作用。例如，我国传统常用中药人参中的人参皂苷类成分均含有糖基，具有多种重要的药理活性。目前有关人参皂苷Rg3的研究都表明，人参皂苷Rg3具有确切的抗肿瘤作用，具有诱导肿瘤细胞分化与凋亡、减少肿瘤细胞增殖、降低肿瘤细胞侵袭与转移、抑制肿瘤血管生成及提高机体免疫力等作用。葡萄糖基转移酶作为植物糖苷类物质生物合成的关键功能酶，其表达情况及生物活力与植物中的糖苷类成分的含量密切相关。通过有效手段检测分析植物中的葡萄糖基转移酶活力，有助于监测植物中的糖苷类成分生成量，能够有效指导药用植物的采收，亦能够反映药用植物的质量优劣。

本发明设计开发了用于检测葡萄糖基转移酶活力的小分子荧光探针，具有比率型探针的特点，更利于准确分析酶的活性。应用该探针可有效检测不同来源的人参样本中的葡萄糖基转移酶的活力，并且与其中的人参皂苷类成分含量具有较高的相关性，表明了检测药用植物中葡萄糖基转移酶活力对于药材质量控制具有重要的指导作用。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种用于检测葡萄糖基转移酶的特异性荧光探针，该探针可用于检测不同形式来源的生物样本中葡萄糖基转移酶的含量、活力。

本发明所提供的小分子荧光探针具有萘酰亚胺母核，如结构式（1）所示，其4位羟基可与葡萄糖结合，生成4-葡萄糖苷化产物，如结构式（2）所示。探针底物，结构式（1）与其葡萄糖苷化产物，结构式（2）具有不同的荧光属性，其吸收与荧光发射光谱，如附图1所示；结构式（1）和结构式（2）的化合物最优激发波长分别为450 nm，360 nm；最优发射波长分别为550 nm，440 nm。