Que são proteínas fluorescentes?

Após a descoberta da proteína fluorescente verde (GFP) em 1961, as proteínas fluorescentes foram fundidas às várias proteínas e enzimas a fim visualizá-los. As proteínas fluorescentes ushered uma era nova no campo da biologia celular, permitindo o visualização vivo das moléculas e dos processos dentro da pilha.

A descoberta da proteína fluorescente verde (GFP)

Dois cientistas, Osamu Shimomura e Frank Johnson, isolado duas proteínas fluorescentes das medusa Aequorea victoria: proteína fluorescente do aequorin e do verde (GFP). Aequorin emite-se a luz azul em uma maneira dependente do cálcio, quando GFP se emitir a luz verde quando irradiado com luz de 488 nanômetro, que igualmente conduziram a seu nome. Ambas estas proteínas contribuem às cores fluorescentes em medusas.

O gene de GFP foi clonado em 1992, mas foi incorporado somente dentro a outras proteínas e moléculas diversos anos mais tarde. Agora, ao lado de GFP, as proteínas fluorescentes que brilham em cores diferentes foram derivadas ou descobertas.

Células cancerosas imaged com um microscópio de fluorescência. Crédito de imagem: Caleb Shutterstock adoptivo
Células cancerosas imaged com um microscópio de fluorescência. Crédito de imagem: Caleb Shutterstock adoptivo

É a proteína fluorescente verde (GFP) estável?

A desnaturação e as mutações nos resíduos que cercam o fluoróforo podem destruir a fluorescência. Contudo, GFP tem uma estrutura estável onde os ácidos aminados que estam presente dentro de sua beta estrutura do tambor sejam muito estáveis. Isto conduz a um rendimento de quantum alto da fluorescência de 80%, e igualmente protege GFP das mudanças na temperatura, no pH, e nos produtos químicos como a uréia.

Há diversos mutantes de GFP onde esta estabilidade de GFP é reduzida, tornando o mais suscetível às mudanças ambientais quando comparado ao GFP nativo. Determinadas mutações que foram aumento mais ulterior igualmente introduzido sua estabilidade. Por exemplo, transformar o resíduo do phenylalanine de GFP conduz à fluorescência aumentada em 37 °C.

Proteínas fluorescentes azuis e cianas

Proteínas fluorescentes amarelas

A proteína fluorescente amarela (YFP) é uma variação do mutante de GFP. Neste caso, uma mutação foi introduzida após a descoberta que o resíduo da treonina estou presente perto do cromóforo em GFP.

Para trazer a estabilidade ao momento de dipolo entusiasmado do cromóforo, este resíduo da treonina foi transformado. Isto conduziu para deslocar por 20 nanômetro no comprimento de onda da excitação e da emissão da proteína fluorescente, conduzindo a uns comprimentos de onda mais longos.

YFP foi melhorado mais isso conduziu à revelação da proteína ou do eYFP fluorescente amarelo aumentado. Esta é uma das proteínas fluorescentes as mais brilhantes e é amplamente utilizada para finalidades diferentes da imagem lactente. GFP e YFP são usados em diversos casos para executar a imagem lactente dupla, que é um procedimento onde duas moléculas sejam etiquetadas a duas proteínas fluorescentes diferentes. Conseqüentemente, podem ser imaged junto a fim visualizar e avaliar sua inter-dinâmica.

Proteínas fluorescentes azuis e cianas

A proteína fluorescente azul foi gerada transformando um resíduo da tirosina ao histidine actual na posição 66. O máximo da emissão desta proteína fluorescente está em 450nm. A mutação da tirosina ao tryptamine conduz a uma proteína fluorescente que tenha um máximo da emissão em 500nm. O último é chamado proteína fluorescente ciana (ou CFP).

Estas proteínas não são amplamente utilizadas porque têm somente 25-40% da fluorescência que esta presente em GFP. Contudo, com o advento de proteínas da multi-cor, estas variações estão sendo exploradas igualmente à imagem junto com GFP.

Proteínas fluorescentes vermelhas

As proteínas fluorescentes vermelhas (RFP) podem ser imaged na existência confocal ou nos microscópios do widefield, e igualmente têm uma potência mais penetrante. Os máximos da excitação e da emissão do RFP são 558nm e 583 nanômetro, respectivamente.

O uso do RFP, contudo, foi impedido com diversas edições. O RFP é um tetramer da obrigação - assim, forma grandes agregados dentro das pilhas. Isto faz o uso ao RFP relatar o lugar de uma proteína limitada severamente.

Embora GFP possa com sucesso fundir com diversas centenas de proteínas, as proteínas RFP-conjugadas são frequentemente tóxicas. Algumas variações do RFP superaram estas limitações. Por exemplo, a proteína DsRed2 fluorescente não forma agregados e reduziu a toxicidade, quando uma outra variação do RFP (conhecido como RedStar) aumentar a taxa do brilho e da maturação.

Fontes

[Leitura adicional: Proteína 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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