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几十年来，GFP等荧光蛋白的使用一直是生物分析的支柱，甚至使发现者获得了诺贝尔奖。虽然这些分子非常适合实验室使用，但它们确实有其局限性，因为它们易受热，蛋白质结构体积庞大，只有在氧气存在下才会发光。然而，现在，莫斯科物理和技术研究所的生物物理学家与来自法国和德国的同事联手打造了一种新的荧光蛋白。除了在用紫外线和蓝光照射时发光，新分子在高温下非常小且稳定。
最近发表于光化学与光生物科学的新研究发现，该文章题为“来自Chloroflexus聚集体的热稳定黄素荧光蛋白：超高分辨率结构研究的框架” - 该蛋白质具有新的荧光前景。显微镜。
荧光显微镜是一种研究依赖于诱导发光的活组织的方法。在暴露于特定波长的激光辐射后，一些蛋白质发出不同波长的光。可以使用特殊的显微镜分析这种诱发的“发光”。研究人员通过基因工程将这些荧光蛋白添加到其他蛋白质中，使后者在显微镜下可见并观察它们在细胞中的行为。此外，长时间曝光会加热荧光蛋白，如GFP，缩短其可见寿命。
“我们的蛋白质比其类似物具有更高的热稳定性：它仅在68摄氏度时变性，”该论文的主要作者，薄膜系统结构分析和工程MIPT实验室的Vera Nazarenko说。“它也是微型的，而目前大多数使用的荧光蛋白都相当庞大。最重要的是，它可以在没有氧气的情况下发光。“
该研究小组最初在嗜热菌的细胞中鉴定出具有这些显着特性的蛋白质，即生活在高温环境中的蛋白质，例如温泉。然后研究人员通过遗传工程改造了一个DNA序列，这个序列可以复制蛋白质的荧光区段而不是其他部分，这会使分子变大。
通过将编码蛋白质的基因导入另一种细菌大肠杆菌的细胞中，研究小组将其转变为大规模生产具有独特性质的荧光蛋白的工厂。
“我们提出了一种小的热稳定黄素荧光蛋白CagFbFP来自可溶性LOV结构域 - 含有来自嗜热细菌Chloroflexus聚集体的组氨酸激酶，”作者写道。“CagFbFP由107个氨基酸组成，分子量为11.6kDa，仅由保守的LOV核心结构域组成。该蛋白质是热稳定的，熔点约为68℃。它很容易结晶，其晶体衍射到1.07Å。晶体结构和小角度散射数据都显示蛋白质是二聚体。“
研究活细胞中发生过程的研究人员长期以来一直在等待结合这些关键特征的蛋白质。通过将其引入细胞，他们现在可以获得关于细胞生命和死亡的基本数据。仅举几个应用，荧光显微镜被认为是研究恶性肿瘤发生和发展背后机制的最佳工具之一。它对细胞信号传导和器官发育的研究也很有用。
“总的来说，这种蛋白质由于其稳定性和易于结晶，似乎是LOV结构域的超高分辨率结构研究和作为荧光报告基因应用的有前景的模型，”作者总结道。
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