Fura-2 が細胞膜を通過できないのはなぜですか?

細胞膜通過におけるFura-2の限界を理解する

Fura-2 は、細胞生物学の分野で細胞内カルシウム濃度 ([Ca ²⁺ ] _i ) を測定するために特に広く使用されている蛍光カルシウム指示薬です。広範囲に使用されているにもかかわらず、Fura-2 は化学構造と特性により、本質的に細胞膜を通過できません。

主な理由

• 電荷: Fura-2 は生理学的 pH では負に帯電した分子です。細胞膜は脂質二重層で構成されており、疎水性で帯電分子や極性分子をはじき、膜を介した受動拡散を防止します。
• サイズ: Fura-2 は比較的大きいため、細胞膜の脂質二重層を受動的に拡散する能力がさらに妨げられます。
• 親水性:親水性であるため、Fura-2 は細胞膜の疎水性コアと好ましく相互作用せず、支援なしでは細胞内に侵入する能力が制限されます。

この制限を回避するために、Fura-2 の誘導体であるFura-2 AM (アセトキシメチルエステル) が使用されます。Fura-2 AM は、膜透過性のエステル化された Fura-2 です。細胞内に入ると、細胞エステラーゼがエス​​テル結合を切断し、Fura-2 AM を帯電した膜透過性のない Fura-2 に戻し、細胞内に閉じ込めます。このプロセスにより、Fura-2 を使用して細胞内カルシウム濃度を効果的に測定できます。