Мультихромофорные флуоресцентные зонды для биологических систем

КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Номер проекта 19-73-20194

НазваниеМультихромофорные флуоресцентные зонды для биологических систем

Руководитель Пахомов Алексей Александрович, Кандидат химических наук

Организация финансирования, регион федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт элементоорганических соединений им. А.Н.Несмеянова Российской академии наук , г Москва

Конкурс №31 - Конкурс 2019 года по мероприятию «Проведение исследований на базе существующей научной инфраструктуры мирового уровня» Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми учеными

Область знания, основной код классификатора 03 - Химия и науки о материалах; 03-701 - Структура и свойства органических и гибридных функциональных материалов

Ключевые слова флуоресценция, хромофор, дендримеры, флуоресцентные зонды, микроскопия, агрегация

Код ГРНТИ31.23.00

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
Флуоресцентные соединения применяются в широком наборе отраслей: от химии материалов, фотовольтаики, лазеров и полимеров до биосенсоров и изучения живых систем. Флуоресцентные метки позволяют «сделать видимыми» многие внутриклеточные процессы. Настоящий проект посвящен синтезу и применению новых флуоресцентных красителей с высокой яркостью. Несмотря на то, что флуоресцентные методы являются одними из самых чувствительных, проблема увеличения яркости и фотостабильности флуоресцентных меток стоит довольно остро. Под яркостью обычно понимают произведение экстинкции соединения на его квантовый выход. Для повышения яркости флуоресцентных красителей планируется объединить в одной молекуле несколько флуорофоров, при этом пропорционально количеству хромофоров увеличивается и экстинкция соединения. Однако, высокая локальная концентрация флуорофоров может приводить к их агрегации и, как следствие, к падению квантового выхода в результате агрегационного тушения. Ранее нами было показано, что на основе некоторых производных BODIPY принципиально возможно получить мультихромофорные соединения с высоким квантовым выходом. Основной проблемой использования хромофоров семейства BODIPY является их гидрофобность из-за которой в полярных растворителях, в особенности в воде, они агрегируют и тушатся. В рамках настоящего проекта планируется синтезировать ряд водорастворимых производных BODIPY и на их основе сделать мультихромофорные красители, растворимые в воде и не подверженные самотушению. Применимость мультихромофорных красителей планируется проверить на пептидных сенсорах физиологически значимых протеаз, в моделях детекции целевой ДНК с помощью ДНК-гибридизации, а также в экспериментах по детекции целевых белков в клетках млекопитающих с помощью флуоресцентно меченных антител и лигандов поверхностных рецепторов.

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Публикации

1. Пахомов А.А., Фролова А.Ю., Табакмахер В.М., Чугунов А.О., Ефремов Р.Г., Мартынов В.И. Impact of external amino acids on fluorescent protein chromophore biosynthesis revealed by molecular dynamics and mutagenesis studies Journal of Photochemistry and Photobiology B: Biology, Volume 206, May 2020, 111853 (год публикации - 2020)
10.1016/j.jphotobiol.2020.111853

2. Пахомов А.А., Пастухова А.А., Тишкин Г. В., Мартынов В.И. Превращения хромофора при созревании хромобелка из Actinia equina Биоорганическая химия / Russian Journal of Bioorganic Chemistry (год публикации - 2021)

3. Фролова А.Ю., Пахомов А.А., Мартынов В.И. Физико-химические свойства фотоконвертируемого флуоресцентного белка из Montastraea cavernosa Биоорганическая химия / Russian Journal of Bioorganic Chemistry (год публикации - 2021)

4. Мартынов В. И., Пахомов А. А. BODIPY derivatives as fluorescent reporters of molecular activities in living cells Russian Chemical Reviews, V. 90, N. 10, PP. 1213-1262. (год публикации - 2021)
10.1070/RCR4985

5. Грященко А.С., Пахомов А.А., Рябова А.В., Романишкин И.Д., Максимов Е.Г., Орса А.Н., Серова О.В., Можаев А.А., Максимова М.А., Мартынов В.И., Петренко А.Г., Деев И.Е. FLIM-Based Intracellular and Extracellular pH Measurements Using Genetically Encoded pH Sensor Biosensors, V. 11, N. 9, P. 340 (год публикации - 2021)
2-s2.0-85116740701

6. Пахомов A.A., Ефремова А.В., Максимова М.А., Кононевич Ю.Н., Ионов Д.С., Дубинец Н.О., Мартынов В.И., Музафаров А.М., Алфимов М.В. Спектральные свойства функциональных дистирильных производных BODIPY Химия высоких энергий / High Energy Chemistry (год публикации - 2023)

7. Ефимова А.С., Устимова М.А., Максимова М.А., Фролова А.Ю., Мартынов В.И., Деев С.М., Пахомов А.А., Федоров Ю.В., Федорова О.А. Synthesis, optical characteristics of 4-styrylpyridinium dyes and their conjugates with an antibody Mendeleev Communications (год публикации - 2023)

8. Мамаева А.А., Мартынов В.И., Деев С.М., Пахомов А.А. Comparison of colorimetric and fluorometric chemosensors for protein concentration determination and approaches for estimation of their limits of detection Chemosensors (год публикации - 2022)

9. Пахомов A.A., Белова А.С., Хчоян А.Г., Кононевич Ю.Н., Ионов Д.С., Максимова М.А., Фролова А.Ю., Алфимов М.В., Мартынов В.И., Музафаров А.М. Ratiometric singlet oxygen sensor based on BODIPY-DPA dyad Molecules (год публикации - 2022)

10. Пахомов A.A., Ефремова А.В., Кононевич Ю.Н., Ионов Д.С., Максимова М.А., Володин А.Д., Корлюков А.А., Дубинец Н.О., Мартынов В.И., Иванов А.А., Музафаров А.М. NIR-I Fluorescent Probes Based on Distyryl-BODIPYs with Two-Photon Excitation in NIR-II Window ChemPhotoChem, V. 7 (2023), P. e202200324 (год публикации - 2023)
10.1002/cptc.202200324

11. Пахомов А.А., Ким Э.Е., Кононевич Ю.Н., Ионов Д.С., Максимова М.А., Хальченя В.Б., Максимов Е.Г., Анисимов А.А., Щеголихина О.И., Мартынов В.И., Музафаров А.М. Modulation of the photophysical properties of multi-BODIPY-siloxane conjugates by varying the number of fluorophores Dyes and Pigments, Volume 203, 110371 (год публикации - 2022)
10.1016/j.dyepig.2022.110371

12. Фролова А.Ю., Пахомов А.А., Какуев Д.Л., Сунгурова А.С., Деев С.М., Мартынов В.И. Cancer cells targeting with genetically engineered constructs based on a pH-dependent membrane insertion peptide and fluorescent protein Biochemical and Biophysical Research Communications, Volume 612, Pages 141-146 (год публикации - 2022)
10.1016/j.bbrc.2022.04.112

Публикации