Ученые изучили превращение зеленого флуоресцентного белка в красный

Ученые изучили превращение зеленого флуоресцентного белка в красный

Ученые из Сколтеха, Института биоорганической химии РАН  и МГУ детально изучали фотоконверсию (превращение под действием света) зеленого флуоресцентного белка из зеленой в красную форму

Ученые из Сколтеха, Института биоорганической химии РАН (ИБХ РАН)
и МГУ детально изучали фотоконверсию (превращение под действием
света) зеленого флуоресцентного белка (GFP) из зеленой в красную
форму. Результаты исследования опубликованы в
журнале Frontiers of Molecular Biosciences.

Зеленый флуоресцентный белок (GFP), изначально найденный у
медузы, спровоцировал настоящую технологическую революцию в
биологии, став первой меткой, кодируемой генетически, и
позволивший изучить и визуализировать множество клеточных
процессов. Еще в 1997 году заметили, что в бескислородной среде
под действием света зеленый белок становится красным. Это было
первое свидетельство того, что флуоресцентный белок может
проявлять красную флуоресценцию. Однако механизм этой
фотоконверсии так и не был изучен, в связи с неустойчивостью
продуктов превращения, мешающей применить стандартные подходы для
прямого определения структуры, например, рентгеноструктурный
анализ.

В своей последней работе группа ученых из Сколтеха, Института
биоорганической химии РАН и МГУ охарактеризовали промежуточные
спектральные состояния в ходе фотоконверсии GFP из зеленого в
красное состояние. Компьютерное моделирование позволило
предложить структуры соответствующих состояний хромофора (части
молекулы, отвечающей за цвет) и впервые сформулировать детальный
молекулярный механизм фотоконверсии.

По словам профессора Центра наук о жизни Сколтеха Константина
Лукьянова, изучение фотоконверсий имеет прикладное значение:
«Во-первых, окислительно-восстановительные фотоконверсии
ответственны за быстрое фотовыцветание GFP при микроскопии – один
из важнейших лимитирующих факторов практического использования
GFP. Во-вторых, интенсивность фотоконверсии может служить
показателем состояния клетки – насыщенности кислородом и
окислительном стрессе, возникающем при избытке активных форм
кислорода. Наконец, это может служить ключом к пониманию
первичных функций предков GFP-подобных белков. Ведь они возникли
на очень ранних этапах эволюции царства животных, когда ни у кого
вокруг не было глаз для обнаружения флуоресценции. Следовательно,
флуоресцентные белки тогда выполняли другие, «базовые», функции,
например, функцию защиты от избыточного солнечного света или
перенос электронов».

Источник: scientificrussia.ru