【摘 要】
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细胞的氧化还原状态在生物体各种各样的生理病理过程中扮演着重要的角色，但目前检测氧化还原代谢物的方法仍存在着一些弊端。本文针对两种重要的氧化还原代谢物—NADH/NAD+和N
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细胞的氧化还原状态在生物体各种各样的生理病理过程中扮演着重要的角色，但目前检测氧化还原代谢物的方法仍存在着一些弊端。本文针对两种重要的氧化还原代谢物—NADH/NAD+和NO，开发了一些高时空的检测方法并用于活细胞水平的检测。 NADH/NAD+的比值是评价细胞代谢的重要指标。本文开发了一种新型的遗传编码NADH/NAD+探针C1N3，其对NADH/NAD+的Kd值约为0.01，适用于检测一些NADH/NAD+比值相对较低的细胞。它具有荧光强度高、动态范围大(500％)、特异性高等优点。本文利用该探针实时监测了哺乳动物细胞内葡萄糖代谢、苹果酸-天冬氨酸途径、线粒体呼吸链活性等发生扰动时NADH/NAD+水平的变化，并利用该探针初步探索了NADH的跨膜转运机制。 SoNar是本实验室之前开发的一种遗传编码的NADH/NAD+探针，它具有荧光强、反应迅速等优点，其可以响应大范围的NADH/NAD+水平。本文基于该探针开发了一种检测NADH依赖型代谢酶底物的通用方法，包括L-乳酸、L-苹果酸、α-酮戊二酸等。其检测限低至微摩尔级，并可以应用到生理调控下细胞样品的检测中。 为了检测另一种氧化还原代谢分子NO，本文利用Halo Tag技术开发了一种可以特异性靶向各亚细胞器的NO荧光探针HTDAF-2DA，该探针可以检测生理条件下巨噬细胞内源NO的代谢情况。 这些探针不仅为生物医学基础研究提供了创新性工具，还可以应用到药物的高通量筛选中，为新药的研发提供重要的技术支撑。
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