Università dell'Oregon scienziati hanno identificato le caratteristiche molecolari che determinano l'emissione di luce la capacità delle proteine verdi fluorescenti, e in modo strategico l'inserimento di un singolo atomo di ossigeno sono stati in grado di tenere le luci spente per un massimo di 65 ore.
I risultati, pubblicati online questa settimana dal Proceedings of National Academy of Sciences, probabilmente sono applicabili alla maggior parte delle proteine fluorescenti photoswitchable, ha detto S. James Remington, professore di fisica e membro dell'Istituto UO di Biologia Molecolare.
«Questo nuovo modello fa previsioni specifiche e migliora la qualità della proteina come un foto-commutabile etichetta," Remington ha detto. "Ci dà la prima immagine di come queste molecole possono essere accesa e spenta. Che ci permette di progettare nuove varianti per rendere le proteine più utile. "
Per più di un decennio, proteine fluorescenti - isolato nel meduse e dal momento che si trovano in una varietà di colori da organismi barriera corallina - ha rivoluzionato la biologia molecolare, permettendo agli scienziati di usarli come marcatori di espressione genetica, per individuare le molecole e di osservare l'attività all'interno delle cellule.
La recente scoperta di photoswitchable proteine fluorescenti - che può essere manipolato con un laser - è stato uno sviluppo significativo per la ricerca cellulare.
"Photoswitchable proteine fluorescenti hanno enormi vantaggi in proteine passiva", Remington ha detto. "È possibile etichettare tutte le molecole, ma utilizzando un laser al microscopio, si può attivare solo un piccolo gruppo di loro. Che consente di seguire il movimento di sottoinsiemi di molecole. Volevamo capire il processo, in modo da poter definitivamente spegnere e riaccendere o variare il tempo di ritardo ".
Tuttavia, ha detto, il meccanismo di photoswitching era sconosciuto, e in molti casi le proteine tornati alle loro stato stabile in modo casuale e spontaneo.
Usando una combinazione di mutagenesi e razionale evoluzione diretta, UO studente di dottorato Nathan J. Henderson determinato ad alta risoluzione di strutture cristalline di entrambi i on e off stati di una proteina fluorescente isolato da un anemone di mare.
Nello stato stabile o fluorescenti della molecola, due catene laterali di atomi di allineare in modo complanare, piatto e in modo ordinato. Quando vengono colpiti con la luce laser luminosi, i ricercatori hanno osservato che la proteina è andato rapidamente scuro come gli anelli ruotata di 180 gradi e ribalta di circa 45 gradi, arrivando a riposare in un allineamento non coplanari e instabile. Le due strutture hanno dato ai ricercatori la possibilità di osservare i cambiamenti nelle interazioni tra i gruppi vicini.