Dynamic higher-order conformational changes control the fluorescence lifetime of fluorescent proteins

动态高阶构象变化控制荧光蛋白的荧光寿命

• 批准号: 22K05027
• 负责人: 細井 晴子
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Toho University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K05027/
• 关键词: 黄色蛍光タンパク質; 緑色蛍光タンパク質; 発光メカニズム; 蛍光寿命; 会合; 構造緩和; 蛍光共鳴エネルギー移動; 蛍光タンパク質; 時間分解蛍光分光法; 蛍光異方性; 高次構造ダイナミクス

研究代表者は、すべての蛍光タンパク質に共通する発光メカニズム解明を目指している。本研究では、黄色蛍光タンパク質eYFPでは145番アミノ酸一つが変化するだけで蛍光寿命が大きく変化するが、非常によく似た緑色蛍光タンパク質eGFP（アミノ酸の相同性98%）ではあまり変化しないことに注目する。この事実は、通常説明されるような発色団周辺の水素結合ネットワークなどの局所構造の違いだけでは説明できない。研究代表者は、蛍光タンパク質の会合とピコ秒、ナノ秒のタイムスケールで起こるダイナミックな高次構造変化が、蛍光寿命を変化させていると考えている。本課題では、ピコ秒時間分解蛍光異方性測定により、最もイメージングに用いられるeYFPとeGFPの発光メカニズム、ダイナミックな高次構造変化、 および、発色団周辺の局所的な構造変化の相関を明らかにする。すでに、eYFP野生型の発光メカニズムにおいて、会合が大きな影響を与えていることを明らかにしている。これまでに、eYFP Y145変異体のピコ秒時間分解蛍光異方性測定が終了している。その結果、１４５番アミノ酸一つの違いで、異方性が大きく変化することが明らかになった。また、対応するA206K変異体についても測定を行った。A206K変異は、eYFPの会合を抑制する効果をもつ。すべてのA206K変異体の異方性の時間変化が典型的な蛍光タンパク質単量体の挙動を示したことから、eYFP Y145変異体の大きな変化は、会合に由来することが明らかになった。また、eGFP野生型の異方性の時間変化は、典型的な蛍光タンパク質単量体の挙動に近いことが分かった。つまり、eGFP野生型では、あまり会合が起きていないことを意味する。eYFP野生型とeGFP野生型の寿命はいずれも長いが、その会合状態は異なることが明らかになった。

The study representatives expressed their views on the common characteristics of the light source and the light source. In this study, yellow fluorescent pigment was used for quality eYFP (145-fold acid identity), and the fluorescent lifetime was increased. It was very similar to green fluorescent pigment used for quality eGFP (98% acid identity). This is usually explained by the fact that the water element in the color circle is combined with the water element in the color circle. The research representatives are interested in the change of high-order structure and the change of optical lifetime. This topic is about the correlation between the high-order structural transformation of eYFP and eGFP, the structural transformation of eYFP and eGFP, and the structural transformation of eYFP and eGFP. EYFP wild-type light emission, convergence, large impact, and light emission The eYFP Y145 variant was resolved in seconds and the optical anisotropy measurement was completed. The result is that the 145-fold increase in the number of acids is not consistent with the increase in the number of acids. The difference in the number of acids is large. A206K is a new type of measurement. A206K is different, eYFP and convergence inhibition effect. A206K variant time variation is typical of light and mass unit movement, eYFP Y145 variant time variation is typical of light and mass unit movement. The temporal variation of heterogeneity in the wild type of eGFP is similar to that in the typical wild type of eGFP.つまり、eGFP野生型では、あまり会合が起きていないことを意味する。The life span of eYFP wild-type and eGFP wild-type is different.