A Universidade de cientistas de Oregon identificou as características moleculars que determinam as proteínas fluorescentes do verde luminescente da capacidade, e estratègica introduzindo um único átomo de oxigênio podiam manter as luzes desligadas por até 65 horas.
Os resultados, publicados em linha esta semana pelas Continuações da Academia Nacional das Ciências, provavelmente são aplicáveis à maioria de proteínas fluorescentes photoswitchable, disseram S. James Remington, professor da física e membro do Instituto do UO da Biologia Molecular.
“Este modelo novo faz previsões específicas e melhora as qualidades da proteína como uma etiqueta foto-switchable,” Remington disse. “Dá-nos a primeira imagem de como estas moléculas podem ser desligadas sobre e. Isso permite que nós projectem variações novas fazer as proteínas mais úteis.”
Para mais do que uma década, umas proteínas fluorescentes - isoladas primeiramente nas medusa e desde que encontrado em uma variedade de cores dos organismos do recife de corais - biologia molecular revolucionada, permitindo que os cientistas usem-nos como marcadores para a expressão genética, encontrem-nos moléculas e observem-nos a actividade dentro das pilhas.
A descoberta recente das proteínas fluorescentes photoswitchable - que podem ser manipuladas com um laser - foi uma revelação significativa para a pesquisa celular.
De “as proteínas fluorescentes Photoswitchable têm vantagens tremendas sobre proteínas passivas,” Remington disse. “Você pode etiquetar todas as moléculas mas usando um laser sob um microscópio, você pode activar somente um grupo pequeno delas. Isso deixa-o seguir o movimento dos subconjuntos das moléculas. Nós quisemos compreender o processo, de modo que nós pudéssemos permanentemente os comutar de vez em quando ou variar o tempo de atraso.”
Contudo, disse ele, o mecanismo de photoswitching era desconhecido, e em muitos casos as proteínas retornaram a seu estado estável aleatòria e espontâneamente.
Usando uma combinação de mutagênese racional e de evolução dirigida, o estudante doutoral J. Nathan Henderson do UO determinou estruturas de cristal de alta resolução de ambos os sobre e fora dos estados de uma proteína fluorescente isolada de uma anêmona de mar.
No estado estável ou fluorescente da molécula, as correntes bilaterais dos átomos alinham em uma forma coplanar, plano e na forma em ordem. Quando batidos com laser brilhante, os pesquisadores observaram que a proteína foi ràpida obscuridade como os anéis girados aproximadamente 180 graus e aleta por uns 45 graus, vindo descansar em um alinhamento não-coplanar e instável. As duas estruturas deram aos pesquisadores uma possibilidade observar mudanças nas interacções entre grupos vizinhos.