血红素是一种有毒的营养素由绿灯侠传感器追踪

一小撮毒药对身体有益，至少如果它是血红素。在微量的情况下，它在细胞中作为一种称为辅因子的必需催化剂和作为触发其他过程的信号分子起作用。现在，在第一个已知的时间，研究人员已经跟踪了细胞内的这些活动。

“可怜的血红素管理可能导致阿尔茨海默氏症，心脏病和某些类型的癌症，所以细胞必须做好管理血红素含量的工作，”乔治亚研究所的生物化学家和助理教授Amit Reddi说。技术。“通过使用可以监测细胞中血红素的生物传感器，我们可以通过这个新窗口了解细胞如何以稀疏的浓度提供这种必需的毒素，”他说。

“血红蛋白”中的'血红素'

人们可能认识到血红素在血红蛋白核心中的作用，血红蛋白是负责输送氧气的红细胞成分。血红素分子中的离子铁是氧分子所坚持的。

在血红蛋白中，血红素紧密嵌入蛋白质中，使其无毒。许多科学家长期以来认为，即使在其他细胞中，血红素基本上总是静止的，并且与它所使用的蛋白质紧密相连。

但研究人员的结果打破了这一假设。

他们于2016年5月30日星期一在“ 美国国家科学院院刊”上发表了他们的研究结果。他们的研究由国家科学基金会和国立卫生研究院资助。潜在危险的营养素

不稳定的血红素可以作为营养素而不是毒药。但是为了确保事情保持这种状态，血红素需要通过牢房小心贩卖，Reddi说。

由Reddi和Hanna领导的研究小组设计了一种荧光传感器分子来密切关注它。由于血红素处于非常低的基线水平，传感器点亮了亮绿色，然后随着血红素浓度的增加，它导致光线淡出。

使用血红素传感器，佐治亚理工学院的研究生Osiris Martinez-Guzman发现了一种以参与分解糖而闻名的酶GAPDH，该团队观察到这种酶有助于缓冲细胞不稳定的血红素(铁原卟啉IX)，后者与蛋白质结合，只留下有限量的生化反应。

当需要更加不稳定的血红素时，一氧化氮(一种信号分子)会迅速从纠缠蛋白中释放出血红素，因此它可以完成调节基因表达等工作。

'绿灯侠'发光

“如果你增加一氧化氮，你会看到绿色发光传感器变暗，因为血红素会变得不稳定，随着时间的推移，随着时间的推移，发光会恢复光亮，”Reddi说道。

没有传感器是以前没有观察到不稳定血红素的原因之一，因此乔治亚理工学院的研究人员使用比率荧光方法来设计一个可以描述有点像漫画书超级英雄“绿灯侠”的方法。

该论文的主要研究人员雷迪说，由于喜欢粉丝而吸引他，因此他们会变得杂乱无章。“他把他们抱在绿灯前，然后阻挡它们，使它看起来更暗。”

“比率荧光技术已经存在了一段时间，但我们的技术是新的，因为它特别感知血红素，”Reddi说。“我们从细菌中取出了一种血红素结合蛋白，并将其修剪成绿色荧光蛋白。”

研究人员使用蓝色激光为传感器蛋白质对的灯部分充电，就像一个发光的黑暗贴纸，然后重新发出绿光。“你看到这个绿色图像正在消失并重新出现，这取决于血红素的可用量，”Reddi说。“你可以实时看到发生了什么。”

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