I chimici NUS hanno recentemente sviluppato sonde selettive per la fosfolipasi A2 citosolica (cPLA2) per determinare i livelli e l'attività degli enzimi.

cPLA2 è un importante enzima fortemente utilizzato nella regolazione delle risposte infiammatorie nel corpo. Sta riscuotendo un notevole interesse dal punto di vista medico, con crescenti collegamenti del suo coinvolgimento in malattie infiammatorie e neurologiche come il morbo di Alzheimer e la sclerosi multipla. La capacità di visualizzare e identificare correttamente cPLA2 nei sistemi biologici è importante per comprendere i percorsi meccanicistici coinvolti in queste malattie. Un team guidato dal Prof LAM Yulin del Dipartimento di Chimica, NUS ha scoperto alcuni composti fluorescenti che potrebbero rappresentare cPLA2. Questi includono un inibitore (composto che riduce l'attività dell'enzima) e un substrato (composto su cui agisce l'enzima) che mostrano fluorescenza.

Imitando la struttura di un noto inibitore di cPLA2, arachidonil trifluorometil chetone (AACOCF3), il gruppo di ricerca ha attaccato con successo un colorante organico fluorescente (cumarina) all'estremità della catena di carbonio di AACOCF3. Questo ha creato una forma fluorogenica di AACOCF3 che ha mantenuto la sua attività inibitoria nativa verso cPLA2. Studi preliminari condotti sul composto di nuova concezione hanno mostrato la sua capacità di differenziare tra cellule contenenti diversi livelli di cPLA2. Simultaneamente, questa sonda di nuova concezione è stata in grado di inibire cPLA2, fornendo un duplice ruolo di imaging e inibizione. Ciò consente ai biochimici di rilevare direttamente l'enzima a livello cellulare mentre effettuano una risposta biologica prevista.

Incoraggiato da questi risultati, il gruppo di ricerca ha ampliato i propri studi sviluppando un'altra sonda per misurare l'attività di cPLA2. Il saggio convenzionale dell'attività di cPLA2 utilizza un composto radioattivo come substrato. Però, l'uso di tali saggi è altamente indesiderabile a causa dei pericoli che circondano i materiali radioattivi. Per aggirare questo problema, sono ora disponibili in commercio vari kit di test calorimetrici e fluorogenici per la misurazione dell'attività di cPLA2. Però, questi saggi possono anche rilevare altri enzimi della famiglia PLA2 e non sono selettivi solo per cPLA2. Sarebbe utile avere una sonda alternativa, che è specificamente mirato a cPLA2.

Adottando un approccio simile, cumarina fluorogenica e fluoresceina (un altro colorante organico fluorescente) sono state attaccate alla fosfatidilcolina (un substrato di cPLA2). Ciò provoca un trasferimento interno non radiativo di energia tra un colorante all'altro quando la parte fotosensibile viene irradiata alla sua lunghezza d'onda di eccitazione; un fenomeno noto come trasferimento di energia per risonanza di Förster (FRET). Questa nuova sonda del substrato è risultata altamente selettiva per cPLA2, senza perdita di attività nativa e adatto per i test di screening degli inibitori.

Il gruppo sta attualmente studiando gli effetti dell'applicazione di composti chimici fluorescenti di diversi colori sia sull'inibitore che sulle sonde del substrato in modo da ampliare le loro applicazioni.