생체 내 gamma-glutamyl transferase 효소에 선택적인 이광자 가변색 표지자의 합성 및 생체 영상 연구
Two-photon ratiometric probe for detecting gamma-glutamyl transferase in living cell
- 주제(키워드) GGT , 이광자 가변색 표지자
- 발행기관 아주대학교
- 지도교수 김환명
- 발행년도 2019
- 학위수여년월 2019. 2
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 일반대학원 에너지시스템학과
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/ajou/000000028330
- 본문언어 한국어
- 저작권 아주대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
초록/요약
γ-Glutamyltranspeptidase (GGT)는 세포막에 존재하는 효소로서 세포 외부의 글루타시온(GSH)의 γ-글루타밀 결합을 선택적으로 가수분해하는 역할을 한다. 분해 된 GSH 단위체는 세포 내에서 재합성이 가능한 상태가 되며 GSH의 세포 내부로의 유입에 GGT는 필수적인 역할을 한다. 따라서 GGT 효소는 GSH의 분해-재합성 순환 경로와 약물 분해에서 중요한 역할을 담당한다. GGT 효소는 또한 난소암과 간암, 대장암 등에서 정상에 비해 그 발현이 높다고 알려져 있다. 따라서 GGT는 악성 종양의 잠재적인 바이오 마커로 인식되며 암 진단을 위해 GGT와 감응하는 형광 표지자의 개발에 관한 관심이 증대되고 있다. 그러나 대부분의 표지자는 일광자 형광을 이용하며 형광 세기의 유무를 기반으로 하기 때문에 실질적으로 효소의 정확한 정량적 접근이 어렵다. 이러한 한계점을 극복하기 하기 위하여 본 연구에서는 이광자 형광에 적합한 표지자를 개발하였고 이를 통해 시료의 손상을 최적화하고 보다 조직 깊은 곳의 관찰이 가능하였다. 표지자는 세포막에 선택적인 것과 세포질로 이동하는 것을 합성하여 각각의 물성과 세포와 조직에서의 GGT와의 감응을 관찰하였다. 합성한 표지자는 in vitro뿐 아니라 세포상에서 GGT 효소와 선택적으로 반응하였고 이 중 세포질로 이동하는 이광자 가변색 표지자는 대장 정상과 암 조직에서 뚜렷한 형광 비율의 차이를 보였다. 따라서 본 연구는 GGT 효소의 보다 정밀한 정량적인 연구에 기여될 것으로 기대되며, 조직 단위에서도 정상과 암의 비교가 가능하므로 GGT 효소와 관련한 질병에 대한 연구와 암의 진단에서도 도움이 될 것으로 기대 된다.
more목차
서론 1
1. 이광자 형광 1
2. γ-glutamyltranspeptidase (GGT) 2
(1) GGT 효소의 역할 2
(2) 산화촉진제(Prooxidant)로서의 GGT 효소의 기능 3
(3) 암세포에서 GGT의 역할 4
(4) GGT 활성과 질병의 상관 관계 5
(5) GGT 표지자의 필요성 6
3. 표지자의 고안 7
(1) Turn-on 표지자의 고안 7
(2) Ratiometric 표지자의 고안 8
본론 1 10
1. Probe, Dye, Control Dye의 합성 10
2. Photophysical properties of Probe 16
(1) 표지자의 물에 대한 용해도(Water solubility) 측정 16
(2) Probe와 Dye의 양자 수득률 측정 17
(3) 이광자 형광효율의 측정 18
(4) GGT 효소에 대한 반응성 및 반응 속도 측정 19
(5) 표지자의 선택성 실험 20
(6) 표지자의 세포 독성 실험 21
3. Two-photon Microscopy Bioimaging of Probe 22
(1) 세포에서 표지자의 광 안정성 및 형광 스펙트럼 분석 22
(2) 대장암 세포에 대한 Probe와 Dye의 이미지 관찰 23
(3) 대장암 세포와 정상 세포에 대한 실시간 이미지 관찰 24
(4) 대장 정상 조직과 암 조직에서의 GGT에 대한 이미지 관찰 28
본론 2 29
1. Probe 1, Probe 2, Dye 1, Dye 2의 합성 29
2. Photophysical properties of Probe 34
(1) 표지자의 몰 흡광계수 측정 (Molar extinction coefficient) 34
(2) 표지자의 물에 대한 용해도(Water solubility) 측정 35
(3) 표지자의 용매에 따른 형광 파장 변화와 양자 수득률 측정 36
(4) 이광자 형광 효율 측정 38
(5) 표지자의 GGT 효소와의 반응성 및 반응 속도 측정 39
(6) 표지자의 선택성 실험 41
(7) 표지자의 세포 독성 실험 42
3. Two-photon Microscopy Bioimaging of Probe 43
(1) 세포에서 표지자의 광 안정성 및 형광 스펙트럼 분석 43
(2) 대장암 세포에서 표지자의 이미지 관찰 44
(3) 대장 정상 조직과 암 조직에서의 이미지 관찰 46
결론 47
참고문헌 48
NMR Spectrum 49
Abstract 56
