Russian Journal of Bioorganic ChemistryRussian Journal of Bioorganic ChemistryБиоорганическая химия0132-34231998-2860The Russian Academy of Sciences68310510.31857/S0132342325010145LYIZOXПИСЬМА РЕДАКТОРУResearch ArticleArylidene-imidazolones with three electron-donating substitutions as fluorogenic dyes for lipid droplets of living cellsАрилиден-имидазолоны с тремя электронодонорными заместителями как флуорогенные красители липидных капель живых клетокRudikD. I.РудикД. И.
Russian Federation
svetlanakr2002@mail.ruGilvanovA. R.ГильвановА. Р.
Russian Federation
svetlanakr2002@mail.ruSmirnovA. Yu.СмирновА. Ю.
Russian Federation
svetlanakr2002@mail.ruBogdanovaYu. A.БогдановаЮ. А.
Russian Federation
svetlanakr2002@mail.ruKrasnovaS. A.КрасноваС. А.
Russian Federation
svetlanakr2002@mail.ruBaranovM. S.БарановМ. С.
Russian Federation
svetlanakr2002@mail.ruShemyakin–Ovchinnikov Institute of Bioorganic Chemistry RASФГБУН ГНЦ РФ “Институт биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова” РАНPirogov Russian National Research Medical UniversityРоссийский национальный исследовательский медицинский университет им. Н.И. Пирогова1502202551115315905062025Copyright ©; 2025, Russian Academy of SciencesCopyright ©; 2025, Российская академия наук2025Russian Academy of SciencesРоссийская академия наукhttps://journals.eco-vector.com/0132-3423/article/view/683105

A pair of new fluorogenic dyes from the arylidene-imidazolones’ family, containing simultaneously three electron-donating groups in the arylidene fragment, has been obtained. The optical properties of the resulting compounds were studied. It was shown that they are characterized by a noticeable bathochromic shift of absorption and emission maxima, as well as a pronounced variation of the position of the emission maximum depending on the properties of the environment. Using the HeLa Kyoto and Huh 7.5 cell lines as an example, we demonstrated that (Z)-5-(3,5-bis(dimethylamino)-4-(ethylamino)benzylidene)-2,3-dimethyl-3,5-dihydro-4H-imidazol-4-one can be used as a selective fluorogenic dye for fluorescent labeling of lipid droplets, which indicates the potential of this fluorogen for staining these organelles in other living systems.

Получены два новых флуорогенных красителя семейства арилиден-имидазолонов, содержащих одновременно три электронодонорных группы в арилиденовом фрагменте. Исследованы оптические свойства полученных соединений. Показано, что они отличаются заметным батохромным сдвигом максимумов поглощения и испускания, а также выраженным варьированием положения максимума эмиссии в зависимости от свойств среды. На примере клеток линий HeLa Kyoto и Huh 7.5 продемонстрирована возможность использования (Z)-5-(3,5-бис(диметиламино)-4-(этиламино)-бензилиден)-2,3-диметил-3,5-дигидро-4Н-имидазол-4-она в качестве селективного флуорогенного красителя для флуоресцентного мечения липидных капель, что говорит о перспективности использования данного флуорогена для окрашивания этих органелл и в других живых системах.

arylidene-imidazolonesfluorogenic dyeslipid dropletsadiposomesfluorescent labelingарилиден-имидазолоныфлуорогенные красителилипидные каплиадипосомыфлуоресцентное мечениеГосударственное заданиеState assignment124020900020-4Ermakova Y.G., Bogdanova Y.A., Baleeva N.S., Zaitseva S.O., Guglya E.B., Smirnov A.Yu., Zagudaylova M.B., Baranov M.S. // Dyes Pigm. 2019. V. 170. P. 107550. https://doi.org/10.1016/j.dyepig.2019.107550Ermakova Y.G., Sen T., Bogdanova Y.A., Smirnov A.Yu., Baleeva N.S., Krylov A.I., Baranov M.S. // J. Phys. Chem. Lett. 2018. V. 9. P. 1958–1963. https://doi.org/10.1021/acs.jpclett.8b00512Krasnova S.A., Bogdanova Y.A., Sokolov A.I., Myasnyanko I.N., Smirnov A.Yu., Baranov M.S. // Russ. J. Bioorg. Chem. 2024. V. 50. P. 251–259. https://doi.org/10.1134/s1068162024010059Tauchi-Sato K., Ozeki S., Houjou T., Taguchi R., Fujimoto T. // J. Biol. Chem. 2002. V. 277. P. 44507–44512. https://doi.org/10.1074/jbc.M207712200Wolins N.E., Brasaemle D.L., Bickel P.E. // FEBS Lett. 2006. V. 580. P. 5484–5491. https://doi.org/10.1016/j.febslet.2006.08.040Farese R.V., Walther T.C. // Cold Spring Harb. Perspect. Biol. 2023. V. 15. Р. a041246. https://doi.org/10.1101/cshperspect.a041246Valm A.M., Cohen S., Legant W.R., Melunis J., Hershberg U., Wait E., Cohen A.R., Davidson M.W., Betzig E., Lippincott-Schwartz J. // Nature. 2017. V. 546. P. 162–167. https://doi.org/10.1038/nature22369Kaushik S., Cuervo A.M. // Nat. Cell Biol. 2015. V. 17. P. 759–770. https://doi.org/10.1038/ncb3166Binns D., Januszewski T., Chen Y., Hill J., Markin V.S., Zhao Y., Gilpin C., Chapman K.D., Anderson R.G.W., Goodman J.M. // J. Cell Biol. 2006. V. 173. P. 719–731. https://doi.org/10.1083/jcb.200511125Meng Y., Guo D., Lin L., Zhao H., Xu W., Luo S., Jiang X., Li S., He X., Zhu R., Shi R., Xiao L., Wu Q., He H., Tao J., Jiang H., Wang Z., Yao P., Xu D., Lu Z. // Nat. Metab. 2024. V. 6. P. 1092–1107. https://doi.org/10.1038/s42255-024-01047-2Zechner R., Madeo F., Kratky D. // Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 2017. V. 18. P. 671–684. https://doi.org/10.1038/nrm.2017.76Zadoorian A., Du X., Yang H. // Nat. Rev. Endocrinol. 2023. V. 19. P. 443–459. https://doi.org/10.1038/s41574-023-00845-0Krahmer N., Farese R.V., Walther T.C. // EMBO Mol. Med. 2013. V. 5. P. 973–983. https://doi.org/10.1002/emmm.201100671Petan T. // Rev. Physiol. Biochem. Pharmacol. 2023. V. 185. P. 53–86. https://doi.org/10.1007/112_2020_51Ralhan I., Chang C.-L., Lippincott-Schwartz J., Ioannou M.S. // J. Cell Biol. 2021. V. 220. P. e202102136. https://doi.org/10.1083/jcb.202102136Papsdorf K., Miklas J.W., Hosseini A., Cabruja M., Morrow C.S., Savini M., Yu Y., Silva-García C.G., Haseley N.R., Murphy L.M., Yao P., Launoit E., Dixon S.J., Snyder M.P., Wang M.C., Mair W.B., Brunet A. // Nat. Cell Biol. 2023. V. 25. P. 672–684. https://doi.org/10.1038/s41556-023-01136-6Chen C., Tachibana S.R., Baleeva N.S., Myasnyanko I.N., Bogdanov A.M., Gavrikov A.S., Mishin A.S., Malyshevskaya K.K., Baranov M.S., Fang C. // Chemistry. 2021. V. 27. P. 8946–8950. https://doi.org/10.1002/chem.202101250Li C., Plamont M.-A., Sladitschek H. L., Rodrigues V., Aujard I., Neveu P., Saux T.L., Jullien L., Gautier A. // Chem. Sci. 2017. V. 8. P. 5598–5605. https://doi.org/10.1039/C7SC01364GPerfilov M.M., Zaitseva E.R., Smirnov A.Yu., Mikhaylov A.A., Baleeva N.S., Myasnyanko I.N., Mishin A.S., Baranov M.S. // Dyes Pigm. 2022. V. 198. P. 110033. https://doi.org/10.1016/j.dyepig.2021.110033Voliani V., Bizzarri R., Nifosì R., Abbruzzetti S., Grandi E., Viappiani C., Beltram F. // J. Phys. Chem. B. 2008. V. 112. P. 10714–10722. https://doi.org/10.1021/jp802419hWürth C., Grabolle M., Pauli J., Spieles M., Resch-Genger U. // Nat. Protoc. 2013. V. 8. P. 1535–1550. https://doi.org/10.1038/nprot.2013.087