Einzelmolekülfluoreszenzmikroskopie aktiver mitochondrialer Nitroreduktasen unter Verwendung einer vernetzbaren fluoreszierenden Sonde

Abstract

Eine Vielzahl biologischer Makromoleküle gruppiert sich in Mikrodomänen mit spezifischer subzellulärer Lokalisierung.B ei Enzymen wirkt sich diese Gruppierung insbesondere auf ihre biologischeF unktion aus.N itroreduktasen sind Enzyme,welche in der Lage sind, Nitrogruppen zu Aminen zu reduzieren und spielen eine wichtige Rolle bei Entgiftungsprozessen und bei der Aktivierung von Wirkstoffen. Obwohl die Aktivitätv on Nitroreduktasen in Säugerzellen bereits nachgewiesen wurde,v erbleibt die subzelluläre Lokalisierung unzureichend erforscht. Hier beschreiben wir eine Sonde,mit der es mçglich ist, hochauflçsende Aufnahmen der Nitroreduktase-Aktivitäti nM itochondrien zu erstellen. Diese Sonde wird durch Nitroreduktasen und Licht aktiviert und generiert ein kovalentes Addukt mit aktiven Enzymen. In Kombination mit einem fürM itochondrien spezifischen Farbstoff führten wir dreidimensionale,z weifarbige Einzelmolekülfluoreszenzmikroskopie durch. Mit diesen Experimenten gelang es uns,d ie submitochondriale Verteilung von Nitroreduktase-Aktivitätabzubilden.