Universitetet i Oregon -forskere har identifisert molekylær funksjoner som bestemmer de lys-emitting muligheten til grønt fluorescerende proteiner, og ved å sette inn en enkelt oksygen atom strategisk de var i stand til å holde lysene deaktivert for opptil 65 timer.
Funn, publisert online denne uken etter Proceedings of the National Academy of Sciences, sannsynligvis gjelder for de fleste photoswitchable fluorescerende protein, sa S. James Remington, professor i fysikk og medlem av UO Institute of Molecular Biology.
"Denne nye modellen gjør bestemte spådommer og forbedrer kvaliteter av protein som en foto-switchable etikett, sier Remington. "Det gir oss det første bildet av hvordan disse molekylene kan slås av og på. Som tillater oss å utforme nye varianter for å gjøre proteiner nyttigere."
For mer enn et tiår, fluorescerende protein – først isolert i Maneter og siden funnet i en rekke farger fra coral reef organismer – revolutionized molekylærbiologi, tillater forskere å bruke dem som indikatorer for genetisk uttrykk, å finne molekyler og observere aktivitet i celler.
Den nylige oppdagelsen av photoswitchable fluorescerende protein-som kan manipuleres med en laser – har vært en betydelig utvikling for mobilnettet forskning.
"Photoswitchable fluorescerende protein enorme fordeler i forhold til passiv proteiner, Remington sa. "Du kan merke alle molekyler, men bruker en laser under et mikroskop, kan du aktivere en liten gruppe av dem. Som lar deg følge bevegelsen av delsett av molekyler. Vi ønsket å forstå prosessen, slik at vi kan slå dem av og på permanent eller variere tidsforsinkelsen."
Imidlertid sa han mekanismen for photoswitching var ukjent, og i mange tilfeller av proteiner returnert til sine stabil tilstand tilfeldig og spontant.
Ved hjelp av en kombinasjon av rasjonell mutagenesis og rettet evolusjon UO doktorgradsstudent J. Nathan Henderson fastslått med høy oppløsning crystal strukturer av både på og av landene i et fluorescerende protein isolert fra en sea anemone.
I stabil eller fluorescerende delstaten molekylet justere to side kjeder av atomer i en coplanar mote, flatt og i ryddig måte. Når truffet med lyse laser lys, forskerne observert at proteinet raskt gikk mørk som ringer rundt 180 graders rotering og vende noen 45 grader kommer til hvile i en ikke-coplanar og ustabil justering. De to strukturene ga forskerne en sjanse til å observere endringer i samspillet mellom nabogrupper.