Las tioflavinas son colorantes fluorescentes que están disponibles como al menos dos compuestos, a saber, tioflavina T y tioflavina S. Ambos se utilizan para tinción histológica y estudios biofísicos de agregación de proteínas. [1] En particular, estos colorantes se han utilizado desde 1989 para investigar la formación de amiloide. [2] También se utilizan en estudios biofísicos de la electrofisiología de las bacterias. [3] Las tioflavinas son corrosivas , irritantes y extremadamente tóxicas, y causan daños oculares graves. [4] La tioflavina T se ha utilizado en la investigación de la enfermedad de Alzheimer y otras enfermedades neurodegenerativas .
La tioflavina T (amarillo básico 1, amarillo de metileno, CI 49005 o ThT) es una sal de benzotiazol obtenida por metilación de deshidrotiotoluidina con metanol en presencia de ácido clorhídrico . El colorante se utiliza ampliamente para visualizar y cuantificar la presencia de agregados de proteínas mal plegadas llamadas amiloide , tanto in vitro como in vivo (por ejemplo, placas compuestas de beta amiloide que se encuentran en los cerebros de pacientes con enfermedad de Alzheimer ). [1]
Cuando se une a estructuras ricas en láminas beta , como las de los agregados amiloides, el colorante muestra una fluorescencia mejorada y un desplazamiento hacia el rojo característico de su espectro de emisión . [5] [6] Estudios adicionales también consideran los cambios de fluorescencia como resultado de la interacción con el ADN bicatenario. [7] Este cambio en el comportamiento fluorescente puede ser causado por muchos factores que afectan la distribución de carga del estado excitado de la tioflavina T, incluida la unión a un nanobolsillo rígido y altamente ordenado, e interacciones químicas específicas entre la tioflavina T y el nanobolsillo. [8] [9]
Antes de unirse a una fibrilla amiloide, la tioflavina T emite una débil emisión alrededor de los 427 nm. Se sospecha que los efectos de extinción del pico de excitación cercano a los 450 nm desempeñan un papel en la minimización de las emisiones.
Cuando se excita a 450 nm, la tioflavina T produce una fuerte señal de fluorescencia a aproximadamente 482 nm al unirse a los amiloides. La molécula de tioflavina T consta de un anillo de bencilamina y un anillo de benzotiazol conectados a través de un enlace carbono-carbono. Estos dos anillos pueden rotar libremente cuando la molécula está en solución. La rotación libre de estos anillos da como resultado la extinción de cualquier estado excitado generado por la excitación fotónica. Sin embargo, cuando la tioflavina T se une a las fibrillas de amiloide, los dos planos de rotación de los dos anillos se inmovilizan y, por lo tanto, esta molécula puede mantener su estado excitado. [1]
La fluorescencia de la tioflavina T se utiliza a menudo como un método diagnóstico de la estructura amiloide, pero no es perfectamente específica para el amiloide. Según la proteína en particular y las condiciones experimentales, la tioflavina T puede [8] o no [10] sufrir un cambio espectroscópico al unirse a monómeros precursores, pequeños oligómeros, material no agregado con un alto contenido de láminas beta o incluso proteínas ricas en hélices alfa . Por el contrario, algunas fibras amiloideas no afectan la fluorescencia de la tioflavina T, [11] lo que aumenta la posibilidad de obtener resultados negativos falsos .
En los adultos de C. elegans , la exposición a la tioflavina T da como resultado "una esperanza de vida profundamente prolongada y un envejecimiento más lento" en algunos niveles, pero una disminución de la esperanza de vida en niveles más altos. [12]
La tioflavina S es una mezcla homogénea de compuestos que resulta de la metilación de la deshidrotiotoluidina con ácido sulfónico . También se utiliza para teñir placas amiloides. Al igual que la tioflavina T, se une a las fibrillas amiloides pero no a los monómeros y produce un aumento marcado en la emisión de fluorescencia. Sin embargo, a diferencia de la tioflavina T, no produce un cambio característico en los espectros de excitación o emisión. [5] Esta última característica de la tioflavina S produce una alta fluorescencia de fondo, lo que hace que no pueda utilizarse en mediciones cuantitativas de soluciones de fibrillas. [5] Otro colorante que se utiliza para identificar la estructura amiloide es el rojo Congo .
