张友玉课题组在DNA纳米传感器用于溶酶体酸化与钾离子流相关性研究方面取得了新进展

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近日，化学化工学院张友玉教授课题组在DNA纳米传感器用于溶酶体酸化与钾离子流相关性研究方面取得了新进展，相关学术论文“DNA Triplex and Quadruplex Assembled Nanosensors for Correlating K+ and pH in Lysosomes”在国际顶尖期刊、校定TOP期刊Angew.Chem.Int.Ed《德国应用化学》发表。

       溶酶体需维持酸性pH值才能激活水解酶参与各种生理过程。溶酶体的酸化依赖于H+-ATPase泵入质子，在质子泵入过程中产生较大的膜电势，从而抑制进一步的质子泵入，需要以反离子流中和由质子积累产生的膜电势。目前，由于缺乏合适的研究方法，反离子流中和膜电势的机制并不清楚，因此溶酶体酸化激活水解酶参与重要生理过程的机制是尚需阐明的重要科学问题。
       张友玉教授课题组以两个不同发射波长的上转换纳米颗粒为发射体，以金纳米颗粒为淬灭剂，与DNA triplex和quadruplex组装，构建了两种新型DNA纳米传感器，用于溶酶体腔内pH和K+的同时成像分析，以此探究溶酶体的酸化机制。结果表明：DNA triplex和quadruplex传感器成功实现了对溶酶体内的pH和K+的同时成像。在Hela细胞内，受ATP刺激后上述DNA传感器的绿色光信号增强，而DNA传感器的蓝色光信号减弱，表明K+的外流刺激了溶酶体的酸化。由于调整传感器中DNA适配体序列，可以检测细胞中不同种类的生物分子，该DNA传感器可以拓展用于细胞内许多其他分析物的检测和成像，研究解决某些具有挑战性的生化和细胞生物学问题。
        据悉，该课题由国家自然科学基金项目支持完成，第一完成单位为湖南师范大学。通讯作者是“化学生物学及中药分析”教育部重点实验室的张友玉教授和加拿大滑铁卢大学的刘珏文教授，第一作者为我校在读博士研究生陈峰。
       相关链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1002/anie.202013302
       学校相关报道链接：https://news.hunnu.edu.cn/info/1469/49606.htm


       文章来源：湖南师范大学
       张友玉，女，博士，湖南师范大学分析化学教授，博士生导师。2005年毕业于湖南大学化学化工学院获理学博士学位。2002-2004年在香港大学访学、2008-2010年在美国访学。从事分析化学教学和光分析化学、化学/生物传感及化学生物学等方面的科研工作。在纳米材料合成与修饰、光谱分析、生物分析、化学/生物传感和小分子-生物大分子作用等方面开展了创新性研究。在Anal. Chem., Chem. Commun., J. Mater. Chem.等刊物发表SCI论文80余篇；获湖南省自然科学奖1项，中国分析测试学会科学技术奖1项，湖南省优秀学术论文奖1项。主持国家自然科学基金、教育部重点项目、湖南省自然科学基金和湖南省教育厅重点项目10余项。