¿Cómo funciona la proteína verde fluorescente?

La respuesta está en un cuerpo de trabajo de Doug Prasher y William Ward y completada por el Premio Nobel Roger Tsien y un Roger Heim post-doctorado.

Tsien había estado trabajando en sondas fluorescentes para la señalización de Calcio y ya se había hecho un nombre con ese trabajo. En ese momento, el gen Aequorea victoria GFP fue clonado con éxito por Doug Prasher (es decir, el famoso desaire del Premio Nobel) y luego expresado por Martin Chalfie. Heim comenzó a trabajar en la identificación del cromóforo y, posteriormente, en la modificación del centro activo.

Como menciona Blue Scott, el cromóforo consta de 3 aminoácidos identificados por Cody y Prasher [1] como Ser65, Tyr 66 y Gly 67 formando una 4- (p-hidroxibencilideno) -imidazolidin-5-ona interna. Más tarde, Heim y Tsien muestran que se somete a una etapa de ciclación mediante un ataque nucleófilo del grupo amino Gly al carbonilo Ser, seguido de una etapa de autooxidación del residuo Tyr. [2] [3]

El resultado es un sistema pi-conjugado grande que, para un ojo entrenado, muestra un cromóforo que se excita a 395 nm. La desprotonación del Tyr Hydroxyl cambia la longitud de onda de excitación a 470 nm.

Conocer la estructura del cromóforo junto con conocer la estructura completa de GFP permitió a Heim y Tsien formular hipótesis inteligentes para manipular el núcleo de proteína para cambiar los espectros de excitación y emisión de GFP, así como para alterar la GFP para que funcione como un biosensor metálico. [4] [5] [6] [7]

Variantes GFP

[1] Estructura química del hexapéptido cromófo … [Bioquímica. 1993]
[2] Proteína Fluorescente Verde
[3] Mutaciones de longitud de onda y postransl … [Proc Natl Acad Sci US A. 1994]
[4] Fluorescencia verde mejorada.
[5] Estructura cristalina de la gripe verde Aequorea victoria … [Ciencia. 1996]
[6] La estructura molecular del fluorescente verde … [Nat Biotechnol. 1996]
[7] Química estructural de un fluorescente verde pr … [J Am Chem Soc. 2002]