Quelles sont les protéines fluorescentes ?

Après la découverte de la protéine fluorescente verte (GFP) en 1961, des protéines fluorescentes ont été protégées par fusible aux protéines variées et aux enzymes afin de les concevoir. Les protéines fluorescentes ont conduit une ère neuve dans le domaine de la biologie cellulaire, activant la visualisation sous tension des molécules et des procédés à l'intérieur de la cellule.

La découverte de la protéine fluorescente verte (GFP)

Deux scientifiques, Osamu Shimomura et Frank Johnson, d'isolement deux protéines fluorescentes des méduses Aequorea Victoria : protéine fluorescente d'aequorin et de vert (GFP). Aequorin émet la lumière bleue d'une façon dépendante de calcium, alors que le GFP émet la lumière verte si irradié avec la lumière de 488 nanomètre, qui ont également mené à son nom. Ces deux protéines contribuent aux couleurs fluorescentes dans des méduses.

Le gène de GFP a été copié en 1992, mais il a été seulement comporté dedans à d'autres protéines et molécules plusieurs ans après. Maintenant, à côté du GFP, des protéines fluorescentes qui brillent par fluorescence dans différentes couleurs ont été dérivées ou découvertes.

Cellules cancéreuses imagées avec un microscope de fluorescence. Crédit d
Cellules cancéreuses imagées avec un microscope de fluorescence. Crédit d'image : Caleb Shutterstock adoptif

La protéine fluorescente verte est-elle (GFP) stable ?

La dénaturation et les mutations dans les résidus qui entourent le fluorophore peuvent détruire la fluorescence. Cependant, le GFP a une structure stable où les acides aminés qui sont présents à l'intérieur de sa bêta structure de baril sont très stables. Ceci mène à une puissance de tranche de temps élevée de fluorescence de 80%, et protège également le GFP contre des changements de la température, du pH, et des produits chimiques comme l'urée.

Il y a plusieurs mutants de GFP où cette stabilité de GFP est réduite, le rendant plus susceptible des modifications environnementales si comparé au GFP indigène. Certaines mutations qui ont été également introduit accroissement plus ultérieur sa stabilité. Par exemple, la mutation du résidu de phénylalanine de GFP mène à la fluorescence accrue à 37 °C.

Protéines fluorescentes bleues et bleu-vert

Protéines fluorescentes jaunes

La protéine fluorescente jaune (YFP) est une variante de mutant de GFP. Dans ce cas, une mutation a été introduite après la découverte que le résidu de thréonine était proche actuel le chromophore dans le GFP.

Pour porter la stabilité au moment dipolaire enthousiaste du chromophore, ce résidu de thréonine était muté. Ceci a abouti à changer de vitesse par 20 nanomètre dans la longueur d'onde d'excitation et d'émission de la protéine fluorescente, menant à de plus longues longueurs d'onde.

Le YFP a été encore amélioré cela a mené au développement de la protéine fluorescente jaune améliorée ou de l'eYFP. C'est l'une des protéines fluorescentes les plus lumineuses et est très utilisée pour différente représentation. Le GFP et le YFP sont employés dans plusieurs cas pour exécuter la double représentation, qui est une procédure où deux molécules sont étiquetées à deux protéines fluorescentes différentes. En conséquence, ils peuvent être imagés ensemble afin de concevoir et évaluer leur inter-dynamique.

Protéines fluorescentes bleues et bleu-vert

La protéine fluorescente bleue a été produite en subissant une mutation un résidu tyrosine à l'histidine actuelle à la position 66. Le maximum d'émission de cette protéine fluorescente est à 450nm. La mutation de la tyrosine à la tryptamine a comme conséquence une protéine fluorescente qui a un maximum d'émission à 500nm. Ce dernier est protéine fluorescente bleu-vert appelée (ou PCP).

Ces protéines ne sont pas très utilisées car elles ont seulement 25-40% de la fluorescence qui est présente dans le GFP. Cependant, avec l'arrivée des protéines en couleurs, ces variations également sont explorées à l'image avec le GFP.

Protéines fluorescentes rouges

Les protéines fluorescentes rouges (RFP) peuvent être imagées sur exister confocal ou des microscopes de widefield, et elles ont également un pouvoir plus pénétrant. Les maxima d'excitation et d'émission de la demande de propositions sont 558nm et 583 nanomètre, respectivement.

L'utilisation de la demande de propositions, cependant, a été entravée avec plusieurs éditions. La demande de propositions est un tétramère d'obligation - ainsi, elle forme de grands ensembles à l'intérieur des cellules. Ceci effectue l'utilisation à la demande de propositions d'enregistrer l'emplacement d'une protéine sévèrement limitée.

Bien que le GFP puisse avec succès protéger par fusible avec plusieurs centaines de protéines, les protéines Demande de propositions-conjuguées sont souvent toxiques. Quelques variantes de demande de propositions ont surmonté ces limitations. Par exemple, la protéine DsRed2 fluorescente ne forme pas des ensembles et a la toxicité réduite, alors qu'une autre variante de la demande de propositions (connue sous le nom de RedStar) a augmenté le régime de brilliance et de maturation.

Sources

[Davantage de relevé : Protéine fluorescente]

Last Updated: Nov 28, 2018

Dr. Surat P

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Dr. Surat P

Dr. Surat graduated with a Ph.D. in Cell Biology and Mechanobiology from the Tata Institute of Fundamental Research (Mumbai, India) in 2016. Prior to her Ph.D., Surat studied for a Bachelor of Science (B.Sc.) degree in Zoology, during which she was the recipient of an Indian Academy of Sciences Summer Fellowship to study the proteins involved in AIDs. She produces feature articles on a wide range of topics, such as medical ethics, data manipulation, pseudoscience and superstition, education, and human evolution. She is passionate about science communication and writes articles covering all areas of the life sciences.  

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