Дронпа
Дронпа — это обратимо переключаемый фотоактивируемый флуоресцентный белок , который в 2,5 раза ярче EGFP . [ 1 ] [ 2 ] Дронпа выключается при сильном освещении синим светом с длиной волны 488 нм, и это можно исправить с помощью слабого ультрафиолетового света с длиной волны 405 нм. [ 1 ] Одну молекулу дронпы можно включать и выключать более 100 раз. [ 3 ] Он имеет пик возбуждения при 503 нм и пик эмиссии при 518 нм.
История
[ редактировать ]Тетрамерный, [ 4 ] обратимо переключаемый флуоресцентный белок был обнаружен при скрининге кДНК каменистого коралла ( Pectiniidae ). Мономерный вариант этого белка был назван «Дронпа» в честь « Дрон », термина ниндзя, означающего исчезновение, и па, обозначающего фотоактивацию. [ 2 ]
Структура и механизм фотопереключения.
[ редактировать ]
Дронпа состоит из 257 аминокислот и представляет собой мономер массой 28,8 кДа. Дронпа на 76% похож по последовательности на GFP. [ 2 ] и имеет аналогичную структуру с 11-нитевым β-цилиндром (β-банкой), окружающим α-спираль. [ 5 ] Хромофор образуется автокаталитически из остатков Cys 62 , Тир 63 и Глай 64 . [ 5 ] [ 6 ] Во включенном состоянии молекулы дронпы хромофор находится в цис-конформации, тогда как хромофор в выключенном состоянии существует в транс-конформации. Несколько других остатков вблизи хромофора также перемещаются во время перехода «включено-выключено», что приводит к совершенно иной электростатической среде. [ 5 ]
Приложения
[ редактировать ]Быстрая динамика и стабильность Dronpa при повторяющихся циклах переключения делают его одним из наиболее важных переключаемых флуоресцентных белков. [ 1 ] Он используется в микроскопии сверхвысокого разрешения, методах таких как PALM/STORM . Его также можно использовать для отслеживания быстрой динамики белков в клетках.
Олигомерные формы дронпы были созданы как синтетические фотосенсорные домены. Когда димерная или тетрамерная форма Dronpa фотопереключается, ее сродство к олигомеризации меняется. Это использовалось для оптического контроля активности ферментов. В частности, два домена Dronpa могут быть прикреплены к участкам белка так, что их тетрамеризация или олигомеризация блокируют или удерживают функцию белка в темноте, но мономеризация после освещения активирует или выключает функцию белка. Этот метод использовался для контроля множества белков, включая серин/треониновые киназы. [ 4 ] [ 7 ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Перейти обратно: а б с День, РН; Дэвидсон, М.В. (2009). «Палитра флуоресцентных белков: инструменты для клеточной визуализации» . Обзоры химического общества . 38 (10): 2887–2921. дои : 10.1039/b901966a . ПМЦ 2910338 . ПМИД 19771335 .
- ^ Перейти обратно: а б с Андо, Р.; Мизуно, Х.; Мияваки, А. (2004). «Регулируемое быстрое нуклеоцитоплазматическое перемещение, наблюдаемое с помощью обратимого выделения белков». Наука . 306 (5700): 1370–1373. Бибкод : 2004Sci...306.1370A . дои : 10.1126/science.1102506 . ПМИД 15550670 . S2CID 26718046 .
- ^ Хабути, С. (2005). «Обратимое фотопереключение одиночной молекулы в GFP-подобном флуоресцентном белке Dronpa» . Труды Национальной академии наук . 102 (27): 9511–9516. Бибкод : 2005PNAS..102.9511H . дои : 10.1073/pnas.0500489102 . ПМК 1157093 . ПМИД 15972810 .
- ^ Перейти обратно: а б Чжоу, XX; Чанг, Гонконг; Лам, Эй Джей; Лин, МЗ (2012). «Оптический контроль активности белка с помощью флуоресцентных белковых доменов» . Наука . 338 (6108): 810–814. Бибкод : 2012Sci...338..810Z . дои : 10.1126/science.1226854 . ПМК 3702057 . ПМИД 23139335 .
- ^ Перейти обратно: а б с Андресен, М.; Стил, AC; Тровичш, С.; Вебер, Г.; Эггелинг, К.; Валь, MC; Черт, ЮВ; Джейкобс, С. (2007). «Структурная основа обратимого фотопереключения в Дронпе» . Труды Национальной академии наук . 104 (32): 13005–9. Бибкод : 2007PNAS..10413005A . дои : 10.1073/pnas.0700629104 . ЧВК 1941826 . ПМИД 17646653 .
- ^ Тровичш, С.; Стил, AC; Вебер, Г.; Андресен, М.; Эггелинг, К.; Черт, ЮВ; Джейкобс, С.; Валь, MC (2007). «Структура яркого состояния размером 1,8 Å обратимо переключаемого флуоресцентного белка Dronpa способствует созданию вариантов с быстрым переключением» . Биохимический журнал . 402 (1): 35–42. дои : 10.1042/BJ20061401 . ПМК 1783997 . ПМИД 17117927 .
- ^ Чжоу, XX; Фан, ЛЗ; Ли, П.; Шен, К.; Лин, МЗ (2017). «Оптический контроль клеточной передачи сигналов с помощью одноцепочечных фотопереключаемых киназ» . Наука . 355 (6327): 836–842. Бибкод : 2017Sci...355..836Z . дои : 10.1126/science.aah3605 . ПМК 5589340 . ПМИД 28232577 .