University of Oregon ilmuwan telah mengidentifikasi fitur molekuler yang menentukan pemancar cahaya protein kemampuan fluorescent hijau, dan dengan strategis memasukkan atom oksigen tunggal mereka mampu menjaga lampu dimatikan hingga 65 jam.
Temuan yang diterbitkan online minggu ini oleh Prosiding National Academy of Sciences, kemungkinan berlaku untuk protein fluorescent yang paling photoswitchable, kata James S. Remington, profesor fisika dan anggota UO Institut Biologi Molekuler.
"Ini model baru membuat prediksi spesifik dan meningkatkan kualitas dari protein sebagai label foto-switchable," kata Remington. "Ini memberi kita gambaran pertama tentang bagaimana molekul-molekul dapat dinyalakan dan dimatikan. Yang memungkinkan kita untuk merancang varian baru untuk membuat protein lebih bermanfaat. "
Selama lebih dari satu dekade, protein fluorescent - pertama kali diisolasi pada ubur-ubur dan sejak menemukan dalam berbagai warna dari organisme terumbu karang - merevolusi biologi molekuler, memungkinkan para ilmuwan untuk menggunakan mereka sebagai penanda untuk ekspresi genetik, untuk menemukan molekul dan mengamati aktivitas dalam sel.
Penemuan terbaru dari protein fluorescent photoswitchable - yang dapat dimanipulasi dengan laser - telah perkembangan yang signifikan untuk penelitian selular.
"Protein fluorescent photoswitchable memiliki keunggulan luar biasa terhadap protein pasif," kata Remington. "Anda dapat label semua molekul tetapi menggunakan laser di bawah mikroskop, Anda dapat mengaktifkan hanya sekelompok kecil dari mereka. Yang memungkinkan Anda mengikuti gerak subset dari molekul. Kami ingin memahami proses, sehingga kita dapat beralih permanen mereka dan pada atau bervariasi waktu tunda. "
Namun, kata dia, mekanisme photoswitching tidak diketahui, dan dalam banyak kasus protein kembali ke keadaan stabil mereka secara acak dan spontan.
Menggunakan kombinasi dari mutagenesis rasional dan evolusi diarahkan, UO mahasiswa doktoral Nathan J. Henderson ditentukan struktur kristal resolusi tinggi baik on dan off keadaan fluorescent protein terisolasi dari anemon laut.
Dalam keadaan stabil atau molekul neon, rantai samping dua atom menyelaraskan secara coplanar, datar dan tertib. Ketika memukul dengan sinar laser terang, para peneliti mengamati bahwa protein cepat menjadi gelap sebagai cincin diputar sekitar 180 derajat dan flip oleh beberapa 45 derajat, datang untuk beristirahat di sebuah keselarasan non-coplanar dan tidak stabil. Dua struktur memberikan kesempatan peneliti untuk mengamati perubahan dalam interaksi antara kelompok-kelompok tetangga.