Срочные новости раздела
Новый флуоресцирующий белок сочетает высокую стабильность со способностью менять цвет и интенсивность свечения

Новый флуоресцирующий белок сочетает высокую стабильность со способностью менять цвет и интенсивность свечения

Ученые из Института биохимии имени А. Н. Баха ФИЦ биотехнологии РАН и Московского государственного университета имени М. В. Ломоносова получили стабильный и яркий флуоресцентный белок moxSAASoti, способный менять окраску и интенсивность собственного свечения. Для этого они точечно изменили последовательность кодирующего его гена. Ранее все белки, способные «переключать» цвет, были очень чувствительны к окислению и переставали светиться, тогда как новый вариант молекулы не теряет своих свойств. О работе рассказала пресс-служба Российского научного фонда.

Флуоресцентные белки выделяют из живых организмов, например медуз и кораллов, или искусственно синтезируют в лабораториях© Lars Juhl Jensen/Flickr

Флуоресцентные белки представляют собой молекулы, которые при облучении светом с определенной длиной волны способны сами светиться. Их выделяют из живых организмов, например медуз и кораллов, или искусственно синтезируют в лабораториях. На сегодня существует множество флуоресцентных белков, различающихся по цвету и интенсивности излучения, а также по вариантам изменения окраски. Некоторые из них просто переходят из флуоресцентного состояния в нефлуоресцентное, то есть перестают светиться, а другие способны менять цвет излучения с зеленого на красный. Этот процесс протекает, когда белок облучают светом определенной длины волны. Он может быть обратимым и необратимым. Некоторые флуоресцентные белки способны изменять цвет свечения только один раз, что происходит в результате разрыва химических связей. В этом случае структура вещества полностью нарушается и не восстанавливается самостоятельно. Однако есть исключения — например, белок SAASoti, который способен многократно изменять интенсивность своего свечения (включаться-выключаться) и переходить из зеленой формы в красную. Однако SAASoti имеет недостаток: он очень чувствителен к окислителям, которые нарушают его структуру. Например, он окисляется даже на воздухе, что объясняется высокой фотохимической активностью входящих в его состав аминокислотных остатков цистеина.

Авторы работы с помощью мутаций в гене SAASoti создали варианты флуоресцентного белка с минимальным содержанием цистеина и даже вовсе не несущие его. Для этого авторы получили ДНК с нужными заменами и затем ввели ее в клетки кишечной палочки E. сoli. Таким образом микроорганизмы получили ген, кодирующий белок SAASoti, и синтезировали на его основе белки, отличающиеся от исходных по строению. Каждая из вводимых мутаций приводила к интересному изменению свойств белка. Так, например, одиночные точечные мутации вызвали его обесцвечивание, а в результате двухточечного мутагенеза был получен ряд белков с различной степенью яркости окраски. При этом исследователи с помощью математического моделирования могли предварительно предсказать влияние конкретной мутации на свойства белка.

В результате экспериментов было выявлено, что самые благоприятные положения для мутаций — 105 и 117 аминокислота. Соответствующие белки очистили и сравнили между собой по интенсивности окраски, скорости ее изменения, устойчивости к факторам окружающей среды и по другим физико-химическим свойствам. Так, при длине света 520 нанометров наиболее ярким оказался вариант, содержащий в 117 положении аминокислоту треонин, — белок moxSAASoti-T. Кроме того, он в восемь раз быстрее, чем другие варианты, менял цвет.

«Полученный нами флуоресцентный белок moxSAASoti-T имеет уникальные, не характерные для других белков свойства, такие как высокая устойчивость к окислителям, быстрое и обратимое изменение интенсивности свечения и окраски. Он может быть использован в современной микроскопии, например в области нейробиологии, для изучения поведения белков в различных условиях среды. Бифотохромные свойства, то есть способность изменять цвет свечения, делают moxSAASoti-T интересным объектом для дальнейших исследований», — рассказывает профессор Александр Савицкий, заведующий лабораторией физической биохимии Института биохимии имени А. Н. Баха ФИЦ биотехнологии РАН.

Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда, опубликованы в журнале Scientific ReportsИсточник: polit.ru

Источник: sci-dig.ru

Последние записи - Наука

самые читаемые новости

#Наука

Исследователи из Сколтеха, МГУ, Научно-технологического университета «Сириус» и Института биоорганической химии РАН исследовали роль двух бактериальных генов, которые помогают поддерживать целостность
подробнее...

Исследование ученых из Университета Западного Онтарио показало, что в период зимней спячки колорадские жуки разрушают митохондрии в собственных мышцах, а пробуждаясь, вновь их восстанавливают.
подробнее...

Палеогенетики прочитали самый старый геном домашней лошади из Америки. Им удалось отсеквенировать ДНК из зуба, найденного в испанском городе раннего колониального периода на Гаити. Ученые подтвердили
подробнее...

Группа ученых из Кольского научного центра РАН и Санкт-Петербургского государственного университета открыла новый минерал в якутском месторождении Кестёр в Верхоянском крае, который может стать
подробнее...

Окаменелости плезиозавров, найденные в древнем русле реки в пустыне Сахара позволяют предположить, что некоторые вымершие виды, которые традиционно считались морскими существами, могли обитать и в
подробнее...

Команда исследователей из Сколтеха и Томского политехнического университета применила уникальную технологию, используемую в аэрокосмической промышленности, для синтеза карбида гафния-тантала —
подробнее...

Палеонтолог Ромен Давид (Romain David) из Музея естественной истории в Лондоне выдвинул гипотезу, согласно которой относительный размер полукружных каналов во внутреннем ухе позвоночных зависит от их
подробнее...

Ученые Томского политехнического университета совместно с коллегами из Китая доказали возможность генерации магнитного поля в диэлектриках с низким показателем преломления. К ним относятся стекло,
подробнее...

Китайские физики экспериментально поиграли в квантовую игру Мермина — Переса с помощью гиперзапутанных фотонов. Эта игра представляет собой пример квантовой псевдотелепатии, то есть игры, в которой
подробнее...

Исследователи из Франции разработали инновационного «наноробота» полностью из молекул ДНК. Он поможет тщательнее изучить на микроскопическом уровне механизмы, которые имеют решающее значение для
подробнее...

Израильские физики построили теорию взаимодействия атома с излучением в среде фотонного временного кристалла. Так называют однородный материал, чья диэлектрическая проницаемость периодически меняется
подробнее...

Когда некоторые из магнитных материалов охлаждаются ниже какой-то определенной температуры, происходит нечто интересное. Направления вращения электронов атомов как бы «замораживаются», они застывают,
подробнее...

Согласно теории, далекие транснептуновые объекты ― естественный результат долговременной эволюции Солнечной системы, включающей мигрирующие планеты-гиганты и самогравитирующий планетезимальный диск.
подробнее...

Группа исследователей из Германии и США использует бактериальный биосинтез для производства антибиотика, содержащего фтор, сообщает пресс-служба Франкфуртского университета имени Иоганна Вольфганга
подробнее...

Палеонтолог проанализировал большую выборку черепов динозавров и их родственников и обнаружил, что у большинства видов глазницы были округлыми, но крупные хищники, такие как тираннозавр и аллозавр,
подробнее...

Сотрудники Зоологического музея МГУ и Института биологии развития РАН описали два новых вида голожаберных моллюсков — особой группы морских животных, не имеющих раковины. Один из них назвали в честь
подробнее...

Группа исследователей, в которую вошли ученые из СПбГУ, НМХЦ имени Н. И. Пирогова, Университета Иннополис, БФУ имени Иммануила Канта и сотрудники научно-производственной компании «Иммерсмед», создала
подробнее...

Исследователи из Сколтеха, Исландского университета и Саутгемптонского университета показали, как формируется ранее не наблюдавшийся объект из области квантовой физики, представляющий собой кластер
подробнее...