Фикобилипротеин - Phycobiliprotein

Фикобилипротеины растворимы в воде белки присутствует в цианобактерии и некоторые водоросли (родофиты, криптомонады, глаукоцистофиты ), которые захватывают световую энергию, которая затем передается хлорофиллы в течение фотосинтез. Фикобилипротеины образуются из комплекса между белками и ковалентно граница фикобилины которые действуют как хромофоры (светозахватывающая часть). Они являются наиболее важными составляющими фикобилисомы.

Структура фикобилисомы

Основные фикобилипротеины

ФикобилипротеинМВт (кДа )Ex (нм) / Em (нм)Квантовый выходМолярный Коэффициент угасания (M−1см−1)КомментарийИзображение
Р-Фикоэритрин (R-PE)240498,546,566 нм / 576 нм0,841.53 106Может возбуждаться лазером Kr / Ar
Применение R-фикоэритрина

Многие приложения и инструменты были разработаны специально для R-фикоэритрина. Он обычно используется в иммуноанализах, таких как FACS, проточная цитометрия, применение мультимеров / тетрамеров.

Структурные характеристики

R-фикоэритрин также вырабатывается некоторыми красными водорослями. Белок состоит как минимум из трех различных субъединиц и варьируется в зависимости от вида водорослей, которые его продуцируют. Субъединичная структура наиболее распространенного R-PE (αβ)6γ. Субъединица α содержит два фикоэритробилина (PEB), субъединица β содержит 2 или 3 PEB и один фикуробилин (PUB), в то время как различные субъединицы гамма, как сообщается, содержат 3 PEB и 2 PUB (γ1) или 1 или 2 PEB и 1 PUB (γ2).

(Обзорная информация о фикобилипротеинах)

Кристаллическая структура R-фикоэритрина из красные водоросли Gracilaria chilensis (PDB ID: 1EYX [1][2][3]) - базовый олигомер (αβγ)2 (так называемый асимметричный блок). Это содержит фикоцианобилин, биливердин IX альфа, фикуробилин, N-метил аспарагин, ТАК42−. Один фрагмент γ-цепи красный, второй белый, потому что он не считается альфа спираль несмотря на идентичную аминокислотную последовательность.
B-Фикоэритрин (B-PE)240546,566 нм / 576 нм0,98(545 нм) 2,4 106

(563 нм) 2,33 106

Приложения для B-фикоэритрина

Благодаря высокому квантовому выходу B-PE считается самым ярким флуорофором в мире. Он совместим с общедоступными лазерами и дает исключительные результаты в проточной цитометрии, Luminex® и иммунофлуоресцентном окрашивании. B-PE также менее «липкий», чем обычные синтетические флуорофоры, и поэтому дает меньше фоновых помех.

Структурные характеристики

B-фикоэритрин (B-PE) вырабатывается некоторыми красными водорослями, такими как Роделла sp. Специфические спектральные характеристики являются результатом состава его субъединиц. B-PE состоит как минимум из трех субъединиц, а иногда и из более. Распределение хромофоров следующее: субъединица α с 2 фикоэритробилинами (PEB), субъединица β с 3 PEB и субъединица γ с 2 PEB и 2 фикоуробилинами (PUB). Четвертичная структура представлена ​​как (αβ)6γ.

(Обзорная информация о фикобилипротеинах)

Кристаллическая структура B-фикоэритрина из красные водоросли Порфиридий круентум (PDB ID: 3V57 [4][5][3]). Асимметричный блок (αβ)2 слева и предполагаемая биологическая молекула (αβ)3. Это содержит фикоэритробилин, N-метил аспарагин и ТАК42−.
C-Фикоцианин (Цена за клик)232620 нм / 642 нм0,811.54 106Принимает флуоресценцию для R-PE; Его красная флуоресценция может передаваться аллофикоцианину.
Аллофикоцианин (БТР)105651 нм / 662 нм0,687.3 105Возбужден He / Ne лазером; двойное мечение сульфо-родамином 101 или любым другим эквивалентным флуорохромом.
Применение аллофикоцианина

Многие приложения и инструменты были разработаны специально для аллофикоцианина. Он обычно используется в иммуноанализах, таких как проточная цитометрия и высокопроизводительный скрининг. Это также обычный акцепторный краситель для анализов FRET.

Структурные характеристики

Аллофикоцианин можно выделить из различных видов красных или сине-зеленых водорослей, каждая из которых продуцирует несколько разные формы молекулы. Он состоит из двух разных субъединиц (α и β), каждая из которых имеет один хромофор фикоцианобилина (PCB). Структура субъединицы APC была определена как (αβ)3.

(Обзорная информация о фикобилипротеинах)

Додекамер аллофикоцианина + фикоцианобилин 12 (зеленый), Gloeobacter violaceus
↑ = Флуоресцентные датчики Данные PhycoBiliProteins

Характеристики и применение в биотехнологии

Фикобилипротеины обладают превосходными флуоресцентными свойствами по сравнению с небольшими органическими флуорофорами, особенно когда требуется высокая чувствительность или многоцветное обнаружение:

  • Широкое и высокое поглощение света подходит для многих источников света
  • Очень интенсивное излучение света: в 10-20 раз ярче, чем у небольших органических флуорофоров
  • Относительно большой Стоксов сдвиг дает низкий фон и позволяет обнаруживать многоцветные изображения.
  • Спектры возбуждения и излучения не перекрываются по сравнению с обычными органическими красителями.
  • Может использоваться в тандеме (одновременное использование FRET ) с обычными хромофорами (то есть PE и FITC или APC и SR101 с одним и тем же источником света).
  • Срок сохранения флуоресценции больше.
  • Очень высокая растворимость в воде

В результате фикобилипротеины обеспечивают очень высокую чувствительность обнаружения и могут использоваться в различных методах, основанных на флуоресценции. флуориметрические анализы на микропланшетах,[6] Проточной цитометрии,[7] РЫБКА и многоцветное обнаружение.

Рекомендации

  1. ^ Contreras-Martel, C .; Legrand, P .; Piras, C .; Vernede, X .; и другие. (2000-05-09). «Кристаллическая структура R-фикоэритрина при 2,2 ангстрем». Банк данных белков RCSB (PDB). Дои:10.2210 / pdb1eyx / pdb. Идентификатор PDB: 1EYX. Получено 11 октября 2012. Цитировать журнал требует | журнал = (помощь)
  2. ^ Контрерас-Мартель С., Мартинес-Оянедель Дж., Бунстер М., Легран П., Пирас С., Вернеде Х, Фонтесилла-Кэмпс Дж. С. (январь 2001 г.). «Кристаллизация и 2.2. Разрешающая структура R-фикоэритрина из Gracilaria chilensis: случай идеального полуэдрального двойникования». Acta Crystallographica D. 57 (Pt 1): 52–60. Дои:10.1107 / S0907444900015274. PMID  11134927. Идентификатор PDB: 1EYX.
  3. ^ а б Изображение создано с помощью RasTop (Программное обеспечение для молекулярной визуализации).
  4. ^ Камара-Артигас, А. (16 декабря 2011 г.). «Кристаллическая структура B-фикоэритрина красных водорослей. Порфиридий круентум при pH8 ". Банк данных белков RCSB (PDB). Дои:10.2210 / pdb3v57 / pdb. Идентификатор PDB: 3V57. Получено 12 октября 2012. Цитировать журнал требует | журнал = (помощь)
  5. ^ Камара-Артигас А., Бакарисо Дж., Андухар-Санчес М., Ортис-Салмерон Е, Меса-Валле С., Куадри С., Мартин-Гарсия Дж. М., Мартинес-Родригес С., Маццука-Собчук Т., Ибаньес М. Дж., Аллен Дж. П. (октябрь 2012 г.) . «pH-зависимые структурные конформации B-фикоэритрина из Porphyridium cruentum». Журнал FEBS. 279 (19): 3680–3691. Дои:10.1111 / j.1742-4658.2012.08730.x. PMID  22863205. Идентификатор PDB: 3V57.
  6. ^ Сравнение MicroPlate Detection между SureLight®P-3L, другими флуорофорами и ферментативным обнаружением Columbia Biosciences, 2010
  7. ^ Стабилизированные цианобактериями фикобилисомы в качестве флуорохромов для обнаружения внеклеточных антигенов с помощью проточной цитометрии Telford - J. Immun. Методы, 2001 г.