Synthesis and characterization of cell-permeant 6-nitrodibenzofuranyl-caged IP3

Abstract

We have synthesized in a 6-nitrodibenzofuranyl (NDBF) derivative of inositol-1,4,5-trisphosphate (IP3) for efficient two-photon uncaging in living cells. As its hexakis acetoxymethyl ester, this caged compound may be applied at low concentration to the extracellular milieu to load the intact astrocytes in acutely isolated brain slices from the mouse cortex. Two-photon irradiation of single astrocytes evoked intracellular calcium signals that required 10% of the energy dosage compared to nitroveratyl (NV)-IP3. Since NDBF-IP3 has a 5-fold higher quantum yield than NV-IP3, these data imply that photolysis of the new NDBF caged compound mobilized intracellular calcium about twice as efficiently as the NV cage.

Photoremovable Protecting Groups in Chemistry and Biology: Reaction Mechanisms and Efficacy

“…163 This enables relatively fast mobilization of intracellular Ca 2+ by photolysis of NV- and NDBF-caged IP 3 (inositol 1,4,5-trisphosphate). 165 The authors assumed that cleavage of the benzylic carbon–ether linkage is much faster in derivatives of NDBF and NV than that of oNB, possibly bypassing a hemiacetal intermediate. In our view, a more likely interpretation of these observations is that the formation of the cyclic intermediates of type 50 already reduces the binding constants of the chelator complexes sufficiently to afford substantial Ca 2+ ion release with rates corresponding to the aci -decay rates.…”

“…210 The nitrodibenzofuran 105 also had very interesting properties (such as efficient deprotection), which were applied in recent examples. 164,165 …”

Lichtgesteuerte Werkzeuge

“…[33] Kürzlich wurde von Goeldner et al die PENB-Gruppe (3-(2-Propyl)-4'-trisethoxy(methoxy)-4-nitrobiphenyl) vorgestellt. [43] Die BHQ-Gruppe wurde von Dore et al entwickelt und kann Zweiphotonenwirkungsquerschnitte von 0.4 GM bis zu 0.9 GM aufweisen. In einer aktuellen Studie haben Goeldner und Specht nun die bisher besten Zweiphotonenschutzgruppen präsentiert: die CANBP-und die EANBP-Gruppe.…”

“…[66] Vor kurzem haben Goeldner et al neue photoaktivierbare Derivate von GABA, CANBPund EANBP-GABA, synthetisiert, die bei 800 nm photoaktiviert werden kçnnen und zur GABA-Freisetzung in Hirnschnitten verwendet wurden. [22,43,89] Mit dem ersten konnten durch Zweiphotonenanregung (720 nm) neue Einblicke für das Verständnis der Synapsenkommunikation von Astrozyten erhalten werden. Verschiedene photoaktivierbare Liganden des Vanilloid-Rezeptors wurden synthetisiert, um diese Ereignisse mit çrtlicher und zeitlicher Auflçsung zu untersuchen.…”

Von Ein‐ zu Zwei‐Photonen‐Sonden: photoaktivierbare Reagentien, Aktuatoren und Photoschalter

“…[27] [29] ist eine Ausnahme, mit d u = 0.6 GM bei 710 nm. Der NDBF-Chromophor wurde auch zur Schützung von Eisenzentren, [30] Nukleotiden [31] und IP 3 [32] verwendet. In einigen Fällen wurde über unerwartet hohe d u -Werte für NB-Chromophore berichtet.…”