ИСТИНА

Флуоресцентный краситель тиофлавин Т (ThT) широко и эффективно используется для диагностики образования и изучения структуры амилоидных и амилоидо-подобных фибрилл, возникновение которых сопутствует ряду тяжелых заболеваний, таких как болезнь Альцгеймера, болезнь Паркинсона и т.д. Этот краситель имеет высокую специфичность к амилоидным фибриллам: он не взаимодействует с белками в нативном, развернутом, частично-свернутых состояниях, а также с аморфными агрегатами и олигомерами белков за исключением ацетилхолинэстеразы и сывороточных альбуминов. Уникальность ThT заключается в том, что квантовый выход его флуоресценции, который в водном растворе очень мал, при встраивании красителя в фибриллы может возрастать в десятки тысяч раз. Однако, несмотря на преимущества ThT для диагностики и исследования структуры амилоидных фибрилл in vitro, спектральные свойства данного красителя не позволяют эффективно использовать его in vivo. В связи с этим, в настоящее время актуальной задачей является разработка новых нейтральных производных ThT, способных проникать через гематоэнцефалический барьер, а также аналогов, спектральные характеристики которых лежат в области «окна прозрачности» биологических тканей (650-900 нм), в которой/где гемоглобин и меланин практически не поглощают свет, а поглощение света молекулами воды еще чрезвычайно мало. Целью настоящей работы стало получение и исследование производных ThT с улучшенными свойствами, позволяющими проводить исследования амилоидных фибрилл в клетке. Совместно с коллегами из Минского госуниверситета был разработан и получен аналог ThT с улучшенными характеристиками транс-2-[4-(диметиламино)стерил]-3-этил-1,3-бензотиазол (DMASEBT). Выбор соединения обусловлен стремлением создать соединение со спектрами поглощения и флуоресценции, сдвинутыми относительно спектров ThT в ближне-инфракрасную область. DMASEBT отличается от ThT присутствием длинной цепочки сопряженных связей между бензтиазольным и аминобензольным кольцами, что согласно литературным данным должно приводить к увеличению длин волн, соответствующих максимуму спектров поглощения и флуоресценции. Кроме того, произведена замена метильной группы бензтиазольного кольца на водород, а метильная группа заменена на этильную. С использованием методов абсорбционной и флуоресцентной спектроскопии были изучены фотофизические свойства (спектры поглощения, спектры флуоресценции и спектры возбуждения флуоресценции, коэффициенты молярной экстинкции и квантовые выходы флуоресценции) нового красителя в различных буферных растворах (в том числе в воде). Спектры поглощения и флуоресценции DMASEBT, как и ожидалось, сдвинуты в область больших длин волн по сравнению со спектрами поглощения и флуоресценции ThT. На основании результатов квантово-химических расчетов, проведенных нашими коллегами из Минского государственного университета, а также проведенных спектральных исследований установлено, что DMASEBT, обладает свойствами, характерными для молекулярных роторов и обладает стабильностью в широком диапазоне pH раствора, а также имеет спектральные характеристики, сдвинутые в сторону «окна прозрачности» биологических тканей. Таким образом, данное соединение представляет интерес в качестве потенциального флуоресцентного зонда на образование амилоидных фибрилл для проведения исследований in vivo. Результаты исследования взаимодействия DMASEBT с амилоидными фибриллами на основе инсулина показали, что синтезированный краситель является перспективным зондом для детекции амилоидных фибрилл, а также исследования их структуры. Настоящая работа является существенным шагом к созданию флуоресцентных красителей, которые могут быть использованы для проведения непосредственного тестирования амилоидных бляшек в живых клетках и тканях.