Development of the concept for structure-aided rational design of bright fluorescent protein

亮荧光蛋白结构辅助合理设计概念的发展

• 批准号: 21687007
• 负责人: MATSUDA Tomoki
• 金额: $ 17.64万
• 依托单位: Osaka University (2011-2013)Hokkaido University (2009-2010)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
• 财政年份: 2009
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2009-04-01 至 2013-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21687007/
• 关键词: 蛍光タンパク質; 構造生物学; タンパク質工学; 分子シュミレーション; 構造生物; 分子シミュレーション

Fluorescent proteins are used as indispensable tool for biological research. However, enhancement of the fluorescence intensity has been accomplished by repeating the random mutagenesis, thus the effective way for improvement has been required. In this study we determined structures of the intermediates those were generated through the improvement of the fluorescence intensity for a bright fluorescent protein. From the comparison among them, we found structural features contributing to the improvement. In the mutants fluorescence intensity has enhanced, planarity of fluorescent chromophore is enhanced and main chain of the beta strand comes close to the fluorescent chromophore for stabilization. In combination with currently creating molecular modeling system based on the computational simulation, establishment of the rational design concept for bright fluorescent protein is expected by further study.

荧光蛋白被用作生物学研究必不可少的工具。但是，通过重复随机诱变来实现荧光强度的增强，因此需要改进的有效方法。在这项研究中，我们确定了中间体的结构，这些结构是通过改善明亮荧光蛋白的荧光强度来产生的。从它们之间的比较中，我们发现结构特征有助于改进。在突变体的荧光强度增强中，荧光发色团的平面性增强了，β链的主链接近荧光发色团以稳定。结合当前基于计算模拟创建分子建模系统，可以通过进一步的研究预期建立明亮荧光蛋白的理性设计概念。

项目成果

蛍光タンパク質プローブによる生理機能イメージングと操作

使用荧光蛋白探针进行生理成像和操作

• 发表时间: 2013
• 作者: Sato;Y.;Fujita;H.;Yoshikawa;A.;Yamashita;M.;Yamagata;A.;Kaiser;S. E.;Iwai;K.;Fukai;S;松浦健二;松田 知己
• 通讯作者: 松田 知己

蛍光スイッチングイメージング

荧光切换成像

• 发表时间: 2013
• 期刊: 生物工学会誌
• 作者: 松田 知己

光スイッチング機能プローブで挑む細胞の個性

用光开关功能探针挑战细胞的独特性

• 发表时间: 2014
• 期刊: 生体の科学
• 作者: 松田 知己;永井 健治
• 通讯作者: 永井 健治

SuperNova, a monomeric photosensitizing fluorescent protein for chromophore-assisted light inactivation.

• DOI: 10.1038/srep02629
• 发表时间: 2013
• 期刊: SCIENTIFIC REPORTS
• 影响因子: 4.6
• 作者: Takemoto, Kiwamu;Matsuda, Tomoki;Sakai, Naoki;Fu, Donald;Noda, Masanori;Uchiyama, Susumu;Kotera, Ippei;Arai, Yoshiyuki;Horiuchi, Masataka;Fukui, Kiichi;Ayabe, Tokiyoshi;Inagaki, Fuyuhiko;Suzuki, Hiroshi;Nagai, Takeharu
• 通讯作者: Nagai, Takeharu

生体組織内の任意の細胞でのCa^2+イメージングを可能にする光活性化指示薬の開発

开发光敏指示剂，可在生物组织内的任意细胞中进行 Ca^2+ 成像

• 发表时间: 2010
• 作者: 田中秀明;加藤公児;野田優;櫛引俊宏;内藤龍太・松浦健二;山田悠介;松田 知己
• 通讯作者: 松田 知己