Диплом, курсовая, контрольная работа
Помощь в написании студенческих работ

Химические основы спектральных превращений флуоресцентных белков из коралловых полипов

Диссертация: Химические основы спектральных превращений флуоресцентных белков из коралловых полипов
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Красные флуоресцентные белки (RFP) представляют значительный интерес для современной клеточной биологии и биотехнологии, поскольку вместе с голубыми, зелеными и жёлтыми позволяют одновременно вводить разноцветные флуоресцентные метки в различные белки-мишени. Кроме того, в отличие от прочих GFP-подобных белков, при работе с красными флуоресцентными белками вклад автофлуоресценции клетки… Читать ещё >

Содержание

  • СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ СОКРАЩЕНИЙ
  • 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
    • 1. 1. Пространственная структура GFP-подобных белков
    • 1. 2. Влияние структуры хромофора на спектральные свойства
      • 1. 2. 1. Хромофор GFP-типа
      • 1. 2. 2. «Красный» хромофор DsRed-типа
      • 1. 2. 3. Варианты расширения я-системы GFP-хромофора, сопровождающиеся фрагментацией белка
      • 1. 2. 4. Замена ароматического заместителя в хромофоре GFP
    • 1. 3. Окружение хромофора: тюнинг цвета в GFP-подобных белках
      • 1. 3. 1. Стекинг-взаимодействия с хромофором
      • 1. 3. 2. Ионизация хромофора
      • 1. 3. 3. Конформационное состояние хромофора определяет безизлучательное хромо), либо флуоресцентное состояние белка
      • 1. 3. 4. Влияние других аминокислотных остатков в окружении хромофора
  • 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
    • 2. 1. Реактивы и материалы
      • 2. 1. 1. Реактивы
      • 2. 1. 2. Штаммы
      • 2. 1. 3. Питательные среды для роста бактерий
      • 2. 1. 4. Синтетические олигонуклеотиды
    • 2. 2. Биосинтез и выделение белка
      • 2. 2. 1. Трансформация клеток E. coli плазмидной ДНК
        • 2. 2. 1. 1. Приготовление компетентных клеток штамма JM
        • 2. 2. 1. 2. Приготовление компетентных клеток штамма XL 1-Blue
        • 2. 2. 1. 3. Трансформация плазмидной ДНК
      • 2. 2. 2. Экспрессия генов рекомбинантных белков
      • 2. 2. 3. Выделение рекомбинантных белков
    • 2. 3. Мутагенез
      • 2. 3. 1. Сайт-направленный мутагенез
      • 2. 3. 2. Выделение плазмидной ДНК
      • 2. 3. 3. Электрофоретический анализ ДНК в агарозном геле
      • 2. 3. 4. Количественные определения препаратов ДНК
      • 2. 3. 5. Секвенирование ДНК
    • 2. 4. Денатурация и протеолиз белка
      • 2. 4. 1. Денатурация в кислых условиях и протеолиз белка пепсином
      • 2. 4. 2. Денатурация в щелочных условиях и протеолиз белка химотрипсином
    • 2. 5. Выделение хромопептидов
    • 2. 6. УФ-видимая спектрофотометрия и флуорометрия
    • 2. 7. ЭПР-спектрометрия
    • 2. 8. Масс-спектрометрия
    • 2. 9. Компьютерное моделирование пространственной структуры белка
    • 2. 10. Кинетический анализ созревания белка
  • 3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
    • 3. 1. Изучение структуры хромофора Z2FP
      • 3. 1. 1. Биосинтез и выделение белка Z2FP
      • 3. 1. 2. Денатурация и протеолиз белка Z2FP
      • 3. 1. 3. Выделение хромопептида
      • 3. 1. 4. Масс-спектрометрические исследования хромопептида
      • 3. 1. 5. Зависимость синтеза хромофора z2FP574 от света
    • 3. 2. Кинетические особенности созревания «красного» хромофора в Z2FP
    • 3. 3. Сравнительный мутагенез белков Z2FP574 и zFP
      • 3. 3. 1. Мутагенез, экспрессия генов мутантных форм белка, их выделение и очистка
      • 3. 3. 2. Свойства мутантного белкаzFP506 N66D
        • 3. 3. 2. 1. Изучение кинетических особенностей образования «красного» хромофора в zFP506 N66D
        • 3. 3. 2. 2. Исследование зелено-красного превращения zFP506 N66D при помощи масс-спектроскопии
        • 3. 3. 2. 3. Изучение механизма конверсии zFP506 N66D с помощью ЭПР
      • 3. 3. 3. Влияние декарбоксилирования на окисление хромофора
        • 3. 3. 3. 1. Свойства мутантного белка z2FP574 D66A
        • 3. 3. 3. 2. Свойства мутантного белка z2FP574 D66N
        • 3. 3. 3. 3. Свойства мутантного белка z2FP574 D66E
    • 3. 4. Инициация Z2FP574 механизма в других белках. Влияние окисления на декарбоксилирование хромофора
      • 3. 4. 1. Введение Asp в хромофор зеленых белков
      • 3. 4. 2. Мутагенез cgCP
    • 3. 5. Механизм декарбоксилирования хромофора Z2FP
    • 3. 6. Перспективы использования процесса сопряженного окисления-декарбоксилирования флуоресцентных белков в биотехнологии
  • ВЫВОДЫ

Химические основы спектральных превращений флуоресцентных белков из коралловых полипов (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Зеленый флуоресцентный белок (GFP) и его гомологи нашли широкое применение в современной молекулярной и клеточной биологии благодаря уникальному свойству образовывать хромофор из собственных аминокислот без участия внешних кофакторов за исключением молекулярного кислорода [1,2, 3, 4, 5, 6]. Таким образом, цвет флуоресцентного белка кодируется его геном. Эта особенность находит применение в in vivo мечении клеточных объектов и позволяет использовать GFP-подобные белки для решения таких задач, как мечение белков [7], слежение за экспрессией генов [8], исследование транспорта и взаимодействий белков [9]. Помимо этого, варианты GFP-подобных белков, могут быть использованы как внутриклеточные биосенсоры рН [10], окислительно-восстановительного потенциала [11], ионов Са [12] и др.

К настоящему времени цветовая палитра, образуемая известными флуоресцентными белками, перекрывает видимую область спектра от синего до дальне-красного [13, 14, 15, 16]. Такое цветовое разнообразие определяется в основном структурой хромофора. В природных GFP-подобных белках хромофор формируется путем циклизации аминокислот X-Tyr-Gly полипептидной цепи белка, сопровождающейся дегидратацией и дегидрогенированием [17]. В результате образуется хромофор, 4-(л-гидроксибензилиден)-5-имидазолон [18], характеризующийся флуоресценцией с максимумом эмиссии .при -500 нм. Такой «зеленый» хромофор может претерпевать различные модификации, в результате которых происходит расширение его я-системы, что в свою очередь приводит к батохромному сдвигу в спектрах белка [19]. В большинстве белков, характеризующихся поглощением и эмиссией света в красной и дальне-красной области спектра (550 — 650 нм), расширение л-системы «зеленого» хромофора осуществляется за счёт ацилиминной группы [20].

Красные флуоресцентные белки (RFP) представляют значительный интерес для современной клеточной биологии и биотехнологии, поскольку вместе с голубыми, зелеными и жёлтыми позволяют одновременно вводить разноцветные флуоресцентные метки в различные белки-мишени. Кроме того, в отличие от прочих GFP-подобных белков, при работе с красными флуоресцентными белками вклад автофлуоресценции клетки минимален. Также стоит отметить, что ткани животных наиболее прозрачны в дальне-красном и инфракрасном диапазоне (650 — 900 нм), поэтому белки, обладающие эмиссией в этой области спектра, позволили бы изучать процессы в рамках целого организма [2]. Очевидно, что информация о структуре хромофора красных флуоресцентных белков и механизме посттрансляционных модификаций, приводящих к батохромному сдвигу, имеет большое значение как для создания новых генетически кодируемых внутриклеточных флуоресцентных меток, так и для улучшения свойств уже существующих.

Среди всех известных красных флуоресцентных белков, особый фундаментальный интерес представляет красный флуоресцентный белок из Zoanthus sp.2 (z2FP574). Во-первых, следует отметить, что среди флуоресцентных белков из кораллового полипа рода Zoanthus встречаются представители трех цветовых групп: зеленой, желтой и красной, причем степень гомологии между ними составляет более 80%. Во-вторых, принадлежность к той или иной спектральной группе жестко связана с характером первого а.к.о. хромофоробразующей X-Tyr-Gly последовательности. Так в желтом флуоресцентном белке необходимым требованием является присутствие Lys в позиции X. В красном же белке из Zoanthus sp.2 в этой позиции необходим остаток аспарагиновой кислоты. Интересно, что в этом белке на промежуточной стадии созревания образуется зеленая флуоресцентная форма [21].

В настоящей работе проведено изучение химических основ спектральных превращений флуоресцентных белков из коралловых полипов рода Zoanthus. При исследовании структуры хромофора Z2FP574 была обнаружена новая посттрансляционная модификация, приводящяя к образованию красной флуоресцентной формы белка. С помощью мутагенеза удалось замедлить реакции синтеза хромофора и изучить промежуточные продукты. Структурный анализ хромофоров промежуточных форм, а также ряда мутантов флуоресцентных белков из коралловых полипов позволили предложить механизм, по которому происходит превращение из зеленого флуоресцентного состояния в красное.

1. Обзор литературы.

Флуоресцентные белки: зависимость спектральных свойств от структуры хромофора и его окружения.

GFP был выделен из люминесцентной медузы Aequorea victoria ещё в 1962 г. [22]. Однако в то время белок не вызывал особого интереса у ученых. Настоящий переворот произошел после клонирования гена белка в 1992 г. [23], когда стало возможным использование GFP в качестве генетически кодируемой флуоресцентной метки. Впервые GFP был использован в качестве маркера генной экспрессии в 1994 г. [8]. За несколько последующих лет область применения GFP существенно расширилась. На основе GFP были получены различные варианты, с эмиссией от синего до желтого света [13], что позволило использовать флуоресцентные белки для изучения взаимодействий биомолекул с использованием безизлучательного переноса энергии между флуоресцентными метками (FRET — fluorescence resonance energy transfer) [24,25].

Открытие GFP-подобных белков из коралловых полипов класса Anthozoa в 1999 г [26] позволило существенно расширить палитру флуоресцентных белков. Эти белки имеют степень гомологии с GFP около 30%, а один из клонированных белков — DsRed имел яркую флуоресценцию в красной области спектра (583 нм). Позже число GFP-подобных белков расширилось до нескольких десятков [27]. Некоторые из белков коралловых полипов обладали уникальными свойствами, нехарактерными для GFP. В частности, asCP оказался способным к обратимой фотоактивации из хромо- (нефлуоресцентного) состояния во флуоресцентное [28], а ряд белков (mcavFP, rfloFP, DendFP, Kaede, EosFP) оказались способными к необратимой фотоконверсии из зеленой формы в красную [27, 29]. Такая особенность новых белков позволила получить генетически кодируемые флуоресцентные метки для прицельного фотомечения белков in vivo [30, 31]. Недавно были клонированы гены GFP-подобных белков из медуз класса Hydrozoa, а также из морских рачков класса Copepoda [32]. На основе хромобелка anm2CP в дальнейшем удалось получить фототоксический флуоресцентный белок KillerRed, который при освещении зеленым светом генерировал активные формы кислорода, вызывая при этом в зависимости от условий гибель клетки либо инактивацию целевого белка [33]. Такое разнообразие свойств и применений GFP-подобных белков обусловлено их необычной структурой и, в особенности, структурой хромофора и его физико-химическими свойствами. Данный обзор посвящен анализу влияния структуры хромофора и его окружения на спекральные свойства белков семейства GFP.

Выводы.

1. Установлено, что в красном флуоресцентном белке из Zoanthus sp.2 (z2FP574) батохромный сдвиг осуществляется за счёт расширения л-системы хромофора GFP-типа ацилиминной группой.

2. Изучена кинетика образования хромофора в белках из Zoanthus. Показано, что в отличие от других известных GFP-подобных белков на промежуточной стадии образуется зеленая флуоресцентная форма, которая затем превращается в красную.

3. Исследованы структурные основы зелено-красного превращения флуоресцентных белков в ходе их созревания. Показано, что исходная зеленая форма содержит хромофор GFP-типа, тогда как при образовании красной формы происходит дополнительное окисление и декарбоксилирование хромофора.

4. Показано, что реакции окисления и декарбоксилирования взаимосвязаны и в значительной степени зависят от природы первого хромофоробразующего аминокислотного остатка.

5. Предложен механизм окислительного декарбоксилирования в процессе синтеза «красного» хромофора, согласно которому образующийся на промежуточной стадии карбанион стабилизирован л-электронной системой хромофора.

Показать весь текст

Список литературы

  1. Zhang J., Campbell R. E., Ting A. Y., Tsien R. Y. Creating new fluorescent probes for cell biology. II Nat RevMol Cell Biol, 2002, Vol. 3, N. 12, P. 906−918.
  2. Verkhusha V. V., Lukyanov K. A. The molecular properties and applications of Anthozoa fluorescent proteins and chromoproteins. // Nat Biotechnol, 2004, Vol. 22, N. 3, P. 289−296.
  3. Chudakov D. M., Lukyanov S., Lukyanov K. A. Fluorescent proteins as a toolkit for in vivo imaging. // Trends Biotechnol, 2005, Vol. 23, N. 12, P. 605−613.
  4. Dixit R., Cyr R., Gilroy S. Using intrinsically fluorescent proteins for plant cell imaging. II Plant J, 2006, Vol. 45, N. 4, P. 599−615.
  5. Tsien R. Y. Breeding and building molecules to spy on cells and tumors. // Keio J Med, 2006, Vol. 55, N. 4, P. 127−140.
  6. Shaner N. C., Steinbach P. A., Tsien R. Y. A guide to choosing fluorescent proteins. II Nat Methods, 2005, Vol. 2, N. 12, P. 905−909.
  7. A. F., Verkhusha V. V., Staroverov D. В., Bulina M. E., Yanushevich Y. G., Martynov V. I., Lukyanov S., Lukyanov K. A. Far-red fluorescent tag for protein labelling. // Biochem J, 2002, Vol. 368, N. Pt 1, P. 17−21.
  8. Chalfie M., Tu Y., Euskirchen G., Ward W. W., Prasher D. C. Green fluorescent protein as a marker for gene expression. // Science, 1994, Vol. 263, N. 5148, P. 802−805.
  9. Wouters F. S., Verveer P. J., Bastiaens P. I. Imaging biochemistry inside cells. // Trends Cell Biol, 2001, Vol. 11, N. 5, P. 203−211.
  10. Miesenbock G., De Angelis D. A., Rothman J. E. Visualizing secretion and synaptic transmission with pH-sensitive green fluorescent proteins. II Nature, 1998, Vol. 394, N. 6689, P. 192−195.
  11. Ostergaard H., Henriksen A., Hansen F. G., Winther J. R. Shedding light on disulfide bond formation: engineering a redox switch in green fluorescent protein. // Embo J, 2001, Vol. 20, N. 21, P. 5853−5862.
  12. Miyawaki A., Griesbeck 0., Heim R., Tsien R. Y. Dynamic and quantitative Ca2+ measurements using improved cameleons. // Proc Natl Acad Sci USA, 1999, Vol. 96, N. 5, P. 2135−2140.
  13. Tsien R. Y. The green fluorescent protein. // Annu Rev Biochem, 1998, Vol. 67, N. P. 509−544.
  14. Matz M. V., Lukyanov K. A., Lukyanov S. A. Family of the green fluorescent protein: journey to the end of the rainbow. // Bioessays, 2002, Vol. 24, N. 10, P. 953−959.
  15. Wang L., Jackson W. C., Steinbach P. A., Tsien R. Y. Evolution of new nonantibody proteins via iterative somatic hypermutation. // Proc Natl Acad Sci U S A, 2004, Vol. 101, N. 48, P. 16 745−16 749.
  16. Wachter R. M. Chromogenic cross-link formation in green fluorescent protein. // Acc Chem Res, 2007, Vol. 40, N. 2, P. 120−127.
  17. Cody C. W., Prasher D. C., Westler W. M., Prendergast F. G., Ward W. W. Chemical structure of the hexapeptide chromophore of the Aequorea green-fluorescent protein. II Biochemistry, 1993, Vol. 32, N. 5, P. 1212−1218.
  18. Remington S. J. Fluorescent proteins: maturation, photochemistry and photophysics. // Curr Opin Struct Biol, 2006, Vol. 16, N. 6, P. 714−721.
  19. Prescott M., Battad J. M., Wilmann P. G., Rossjohn J., Devenish R. J. Recent advances in all-protein chromophore technology. // Biotechnol Annu Rev, 2006, Vol. 12, N. P. 31−66.
  20. Ю. Г., Гурская H. Г., Староверов Д. Б., Лукьянов С. А., Лукьянов К. А. Природный флуоресцентный белок, изменяющий цвет флуоресценции в ходе созревания. // Биоорганическая химия, 2003, Vol. 29, N. 4, Р. 356−360.
  21. О., Johnson F. Н., Saiga Y. Extraction, purification and properties of aequorin, a bioluminescent protein from the luminous hydromedusan, Aequorea. // J Cell Comp Physiol, 1962, Vol. 59, N. P. 223−239.
  22. Prasher D. C., Eckenrode V. K., Ward W. W., Prendergast F. G., Cormier M. J. Primary structure of the Aequorea victoria green-fluorescent protein. // Gene, 1992, Vol. 111, N. 2, P. 229−233.
  23. Miyawaki A., Tsien R. Y. Monitoring protein conformations and interactions by fluorescence resonance energy transfer between mutants of green fluorescent protein. II Methods Enzymol, 2000, Vol. 327, N. P. 472−500.
  24. Matz M. V., Fradkov A. F., Labas Y. A., Savitsky A. P., Zaraisky A. G., Markelov M. L., Lukyanov S. A. Fluorescent proteins from nonbioluminescent Anthozoa species. II Nat Biotechnol, 1999, Vol. 17, N. 10, P. 969−973.
  25. Labas Y. A., Gurskaya N. G., Yanushevich Y. G., Fradkov A. F., Lukyanov K. A., Lukyanov S. A., Matz M. V. Diversity and evolution of the green fluorescent protein family. II Proc Natl Acad Sci USA, 2002, Vol. 99, N. 7, P. 4256−4261.
  26. Chudakov D. M., Feofanov A. V., Mudrik N. N., Lukyanov S., Lukyanov K. A. Chromophore environment provides clue to «kindling fluorescent protein» riddle. // J Biol Chem, 2003, Vol. 278, N. 9, P. 7215−7219.
  27. Miyawaki A. Green fluorescent protein-like proteins in reef Anthozoa animals. // Cell Struct Fund, 2002, Vol. 27, N. 5, P. 343−347.
  28. Henderson J. N., Remington S. J. The kindling fluorescent protein: a transient photoswitchable marker. II Physiology (Bethesda), 2006, Vol. 21, N. P. 162−170.
  29. Miyawaki A. Fluorescent proteins in a new light. // Nat Biotechnol, 2004, Vol. 22, N. 11, P. 1374−1376.
  30. M. E., Chudakov D. M., Britanova О. V., Yanushevich Y. G., Staroverov D. В., Chepurnykh Т. V., Merzlyak E. M., Shkrob M. A., Lukyanov S., Lukyanov K. A. A genetically encoded photosensitizer. // Nat Biotechnol, 2006, Vol. 24, N. 1, P. 95−99.
  31. M., Cubitt А. В., Kallio K., Gross L. A., Tsien R. Y., Remington S. J. Crystal structure of the Aequorea victoria green fluorescent protein. // Science, 1996, Vol. 273, N. 5280, P. 1392−1395.
  32. Yarbrough D., Wachter R. M., Kallio K., Matz M. V., Remington S. J. Refined crystal structure of DsRed, a red fluorescent protein from coral, at 2.0-A resolution. // Proc Natl Acad Sci USA, 2001, Vol. 98, N. 2, P. 462−467.
  33. Prescott M., Ling M., Beddoe Т., Oakley A. J., Dove S., Hoegh-Guldberg O., Devenish R. J., Rossjohn J. The 2.2 A crystal structure of a pocilloporin pigmentreveals a nonplanar chromophore conformation. // Structure, 2003, Vol. 11, N. 3, P. 275−284.
  34. Yang F., Moss L. G., Phillips G. N., Jr. The molecular structure of green fluorescent protein. // Nat Biotechnol, 1996, Vol. 14, N. 10, P. 1246−1251.
  35. Ward W. W., Cody C. W., Hart R. C., Cormier M. J. Spectrophotometry identity of the energy transfer chromophores in Renilla and Aequorea green-fluorescent proteins. // Photochem Photobiol, 1980, Vol. 31, N. 6, P. 611−615.
  36. Ward W. W., Prentice H. J., Roth A. F., Cody C. W., Reeves S. C. Spectral perturbations of the Aequorea green-fluorescent protein. // Photochem Photobiol, 1982, Vol. 35, N. 6, P. 803−808.
  37. Ward W. W., Cormier M. J. An energy transfer protein in coelenterate bioluminescence. Characterization of the Renilla green-fluorescent protein. IIJ Biol Chem, 1979, Vol. 254, N. 3, P. 781−788.
  38. Morise H., Shimomura O., Johnson F. H., Winant J. Intermolecular energy transfer in the bioluminescent system of Aequorea. // Biochemistry, 1974, Vol. 13, N. 12, P. 2656−2662.
  39. Baird G. S., Zacharias D. A., Tsien R. Y. Circular permutation and receptor insertion within green fluorescent proteins. // Proc Natl Acad Sci USA, 1999, Vol. 96, N. 20, P. 11 241−11 246.
  40. Nagai Т., Sawano A., Park E. S., Miyawaki A. Circularly permuted green fluorescent proteins engineered to sense Ca2+. // Proc Natl Acad Sci USA, 2001, Vol. 98, N. 6, P. 3197−3202.
  41. McAnaney Т. В., Park E. S., Hanson G. Т., Remington S. J., Boxer S. G. Green fluorescent protein variants as ratiometric dual emission pH sensors. 2. Excited-state dynamics. II Biochemistry, 2002, Vol. 41, N. 52, P. 15 489−15 494.
  42. McAnaney Т. В., Shi X., Abbyad P., Jung H., Remington S. J., Boxer S. G. Green fluorescent protein variants as ratiometric dual emission pH sensors. 3. Temperature dependence of proton transfer. // Biochemistry, 2005, Vol. 44, N. 24, P. 8701−8711.
  43. Wachter R. M., Remington S. J. Sensitivity of the yellow variant of green fluorescent protein to halides and nitrate. // Curr Biol, 1999, Vol. 9, N. 17, P. R628−629.
  44. Jayaraman S., Haggie P., Wachter R. M., Remington S. J., Verkman A. S. Mechanism and cellular applications of a green fluorescent protein-based halide sensor. IIJ Biol Chem, 2000, Vol. 275, N. 9, P. 6047−6050.
  45. Bulina M. E., Chudakov D. M., Mudrik N. N., Lukyanov K. A. Interconversion of Anthozoa GFP-like fluorescent and non-fluorescent proteins by mutagenesis. // BMC Biochem, 2002, Vol. 3, N. P. 7.
  46. Phillips G. N., Jr. Structure and dynamics of green fluorescent protein. // Curr Opin Struct Biol, 1997, Vol. 7, N. 6, P. 821−827.
  47. Zacharias D. A., Violin J. D., Newton A. C., Tsien R. Y. Partitioning of lipid-modified monomelic GFPs into membrane microdomains of live cells. // Science, 2002, Vol. 296, N. 5569, P. 913−916.
  48. Campbell R. E., Tour 0., Palmer A. E., Steinbach P. A., Baird G. S., Zacharias D. A., Tsien R. Y. A monomelic red fluorescent protein. // Proc Natl Acad Sci USA, 2002, Vol. 99, N. 12, P. 7877−7882.
  49. Karasawa S., Araki Т., Yamamoto-Hino M., Miyawaki A. A green-emitting fluorescent protein from Galaxeidae coral and its monomelic version for use in fluorescent labeling. IIJ Biol Chem, 2003, Vol. 278, N. 36, P. 34 167−34 171.
  50. Karasawa S., Araki Т., Nagai Т., Mizuno H., Miyawaki A. Cyan-emitting and orange-emitting fluorescent proteins as a donor/acceptor pair for fluorescence resonance energy transfer. II Biochem J, 2004, Vol. 381, N. Pt 1, P. 307−312.
  51. Gurskaya N. G., Fradkov A. F., Terskikh A., Matz M. V., Labas Y. A., Martynov V. I., Yanushevich Y. G., Lukyanov K. A., Lukyanov S. A. GFP-like chromoproteins as a source of far-red fluorescent proteins. // FEBS Lett, 2001, Vol. 507, N. 1, P. 16−20.
  52. Reid B. G., Flynn G. C. Chromophore formation in green fluorescent protein. // Biochemistry, 1997, Vol. 36, N. 22, P. 6786−6791.
  53. Heim R., Prasher D. C., Tsien R. Y. Wavelength mutations and posttranslational autoxidation of green fluorescent protein. // Proc Natl Acad Sci USA, 1994, Vol. 91, N. 26, P. 12 501−12 504.
  54. R. M., Elsliger M. A., Kallio K., Hanson G. Т., Remington S. J. Structural basis of spectral shifts in the yellow-emission variants of green fluorescent protein. II Structure, 1998, Vol. 6, N. 10, P. 1267−1277.
  55. Miyawaki A., Nagai Т., Mizuno H. Mechanisms of protein fluorophore formation and engineering. // Curr Opin Chem Biol, 2003, Vol. 7, N. 5, P. 557−562.
  56. Terskikh A., Fradkov A., Ermakova G., Zaraisky A., Tan P., Kajava A. V., Zhao X., Lukyanov S., Matz M., Kim S., Weissman I., Siebert P. «Fluorescent timer»: protein that changes color with time. // Science, 2000, Vol. 290, N. 5496, P. 15 851 588.
  57. Verkhusha V. V., Chudakov D. M., Gurskaya N. G., Lukyanov S., Lukyanov K. A. Common pathway for the red chromophore formation in fluorescent proteins and chromoproteins. // Chem Biol, 2004, Vol. 11, N. 6, P. 845−854.
  58. Gross L. A., Baird G. S., Hoffman R. C., Baldridge К. K., Tsien R. Y. The structure of the chromophore within DsRed, a red fluorescent protein from coral. // Proc Natl Acad Sci USA, 2000, Vol. 97, N. 22, P. 11 990−11 995.
  59. Wall M. A., Socolich M., Ranganathan R. The structural basis for red fluorescence in the tetrameric GFP homolog DsRed. // Nat Struct Biol, 2000, Vol. 7, N. 12, P. 1133−1138.
  60. Shu X., Shaner N. C., Yarbrough C. A., Tsien R. Y., Remington S. J. Novel chromophores and buried charges control color in mFruits. // Biochemistry, 2006, Vol. 45, N. 32, P. 9639−9647.
  61. Mizuno H., Mai Т. K., Tong К. I., Ando R., Furuta Т., Ikura M., Miyawaki A. Photo-induced peptide cleavage in the green-to-red conversion of a fluorescent protein. IIMol Cell, 2003, Vol. 12, N. 4, P. 1051−1058.
  62. Nienhaus K., Nienhaus G. U., Wiedenmann J., Nar H. Structural basis for photo-induced protein cleavage and green-to-red conversion of fluorescent protein EosFP. II Proc Natl Acad Sci USA, 2005, Vol. 102, N. 26, P. 9156−9159.
  63. Ando R., Hama H., Yamamoto-Hino M., Mizuno H., Miyawaki A. An optical marker based on the UV-induced green-to-red photoconversion of a fluorescent protein. II Proc Natl Acad Sci USA, 2002, Vol. 99, N. 20, P. 12 651−12 656.
  64. Tsutsui H., Karasawa S., Shimizu H., Nukina N., Miyawaki A. Semi-rational engineering of a coral fluorescent protein into an efficient highlighter. // EMBO Rep, 2005, Vol. 6, N. 3, P. 233−238.
  65. Remington S. J., Wachter R. M., Yarbrough D. K., Branchaud В., Anderson D. C., Kallio K., Lukyanov K. A. zFP538, a yellow-fluorescent protein from Zoanthus, contains a novel three-ring chromophore. // Biochemistry, 2005, Vol. 44, N. 1, P. 202−212.
  66. Quillin M. L., Anstrom D. M., Shu X., O’Leary S., Kallio K., Chudakov D. M., Remington S. J. Kindling fluorescent protein from Anemonia sulcata: dark-state structure at 1.38 A resolution. II Biochemistry, 2005, Vol. 44, N. 15, P. 5774−5787.
  67. Tretyakova Y. A., Pakhomov A. A., Martynov V. I. Chromophore Structure of the Kindling Fluorescent Protein asFP595 from Anemonia sulcata. // J Am Chem Soc, 2007, Vol. 129, N. 25, P. 7748−7749.
  68. Yampolsky I. V., Remington S. J., Martynov V. I., Potapov V. K., Lukyanov S., Lukyanov K. A. Synthesis and properties of the chromophore of the asFP595 chromoprotein from Anemonia sulcata. // Biochemistry, 2005, Vol. 44, N. 15, P. 5788−5793.
  69. Heim R., Tsien R. Y. Engineering green fluorescent protein for improved brightness, longer wavelengths and fluorescence resonance energy transfer. // Curr Biol, 1996, Vol. 6, N. 2, P. 178−182.
  70. Miyawaki A., Llopis J., Heim R., McCaffery J. M., Adams J. A., Ikura M., Tsien R. Y. Fluorescent indicators for Ca2+ based on green fluorescent proteins and calmodulin. IINature, 1997, Vol. 388, N. 6645, P. 882−887.
  71. Violin J. D., Zhang J., Tsien R. Y., Newton A. C. A genetically encoded fluorescent reporter reveals oscillatory phosphorylation by protein kinase C. // J Cell Biol, 2003, Vol. 161, N. 5, P. 899−909.
  72. Palm G. J., Zdanov A., Gaitanaris G. A., Stauber R., Pavlakis G. N., Wlodawer A. The structural basis for spectral variations in green fluorescent protein. // Nat Struct Biol, 1997, Vol. 4, N. 5, P. 361−365.
  73. Rizzuto R., Brini M., De Giorgi F., Rossi R., Heim R., Tsien R. Y., Pozzan T. Double labelling of subcellular structures with organelle-targeted GFP mutants in vivo. // Curr Biol, 1996, Vol. 6, N. 2, P. 183−188.
  74. А. В., Heim R., Adams S. R., Boyd A. E., Gross L. A., Tsien R. Y. Understanding, improving and using green fluorescent proteins. // Trends Biochem Sci, 1995, Vol. 20, N. 11, P. 448−455.
  75. Sniegowski J. A., Lappe J. W., Patel H. N., Huffman H. A., Wachter R. M. Base catalysis of chromophore formation in Arg96 and Glu222 variants of green fluorescent protein. IIJ Biol Chem, 2005, Vol. 280, N. 28, P. 26 248−26 255.
  76. Pletneva N., Pletnev S., Tikhonova Т., Popov V., Martynov V., Pletnev V. Structure of a red fluorescent protein from Zoanthus, zRFP574, reveals a novel chromophore. // Acta Crystallogr D Biol Crystallogr, 2006, Vol. 62, N. Pt 5, P. 527−532.
  77. Ando R., Mizuno H., Miyawaki A. Regulated fast nucleocytoplasmic shuttling observed by reversible protein highlighting. // Science, 2004, Vol. 306, N. 5700, P. 1370−1373.
  78. Wilmann P. G., Turcic K., Battad J. M., Wilce M. C., Devenish R. J., Prescott M., Rossjohn J. The 1.7 A crystal structure of Dronpa: a photoswitchable green fluorescent protein. IIJMolBiol, 2006, Vol. 364, N. 2, P. 213−224.
  79. Habuchi S., Ando R., Dedecker P., Verheijen W., Mizuno H., Miyawaki A., Hofkens J. Reversible single-molecule photoswitching in the GFP-like fluorescent protein Dronpa. /I Proc Natl Acad Sci USA, 2005, Vol. 102, N. 27, P. 9511−9516.
  80. D. M., Verkhusha V. V., Staroverov D. В., Souslova E. A., Lukyanov S., Lukyanov K. A. Photoswitchable cyan fluorescent protein for protein tracking. // Nat Biotechnol, 2004, Vol. 22, N. 11, P. 1435−1439.
  81. D. M., Belousov V. V., Zaraisky A. G., Novoselov V. V., Staroverov D. В., Zorov D. В., Lukyanov S., Lukyanov K. A. Kindling fluorescent proteins for precise in vivo photolabeling. II Nat Biotechnol, 2003, Vol. 21, N. 2, P. 191−194.
  82. Gurskaya N. G., Savitsky A. P., Yanushevich Y. G., Lukyanov S. A., Lukyanov K. A. Color transitions in coral’s fluorescent proteins by site-directed mutagenesis. // BMC Biochem, 2001, Vol. 2, N. P. 6.
  83. Terskikh A. V., Fradkov A. F., Zaraisky A. G., Kajava A. V., Angres B. Analysis of DsRed Mutants. Space around the fluorophore accelerates fluorescence development. // J Biol Chem, 2002, Vol. 277, N. 10, P. 7633−7636.
  84. Baird G. S., Zacharias D. A., Tsien R. Y. Biochemistry, mutagenesis, and oligomerization of DsRed, a red fluorescent protein from coral. // Proc Natl Acad Sci USA, 2000, Vol. 97, N. 22, P. 11 984−11 989.
  85. Yanisch-Perron C., Vieira J., Messing J. Improved M13 phage cloning vectors and host strains: nucleotide sequences of the M13mpl8 and pUC19 vectors. // Gene, 1985, Vol. 33, N. 1, P. 103−119.
  86. Bullock W. O., Fernande J. M., Sort J. M. XLl-Blue: a high efficiency plasmid transforming recA Escherichia coli strain with beta-galactosidase selection. // Biotechniques, 1987, Vol. 5, N. 4, P. 376−378.
  87. Guex N. Peitsch M. C. SWISS-MODEL and the Swiss-PdbViewer: an environment for comparative protein modeling. // Electrophoresis, 1997, Vol. 18, N. 15, P. 2714−2723.
  88. Hoops S., Sahle S., Gauges R., Lee C., Pahle J., Simus N., Singhal M., Xu L., Mendes P., Kummer U. COPASI~a COmplex PAthway Simulator. // Bioinformatics, 2006, Vol. 22, N. 24, P. 3067−3074.
  89. С. Я., Котов А. Г., Милинчук В. К., Рогинский В. А., Тупиков В. И. (1972) ЭПР свободных радикалов в радиационной химии, Химия, Москва.
  90. Д., Касерио М. (1978) Основы органической химии, 2т., Издание 2-е, дополненое, «Мир», Москва.
  91. Highbarger L. A., Gerlt J. A., Kenyon G. L. Mechanism of the reaction catalyzed by acetoacetate decarboxylase. Importance of lysine 116 in determining the pKa of active-site lysine 115.// Biochemistry, 1996, Vol. 35, N. 1, P. 41−46.
  92. Tao X., Yang Z., Tong L. Crystal structures of substrate complexes of malic enzyme and insights into the catalytic mechanism. // Structure, 2003, Vol. 11, N. 9, P. 1141−1150.
  93. Chang G. G., Tong L. Structure and function of malic enzymes, a new class of oxidative decarboxylases. II Biochemistry, 2003, Vol. 42, N. 44, P. 12 721−12 733.
Заполнить форму текущей работой

На отлично!