ФЛУОРЕСЦЕ́НТНЫЕ БЕЛКИ́

ФЛУОРЕСЦЕ́НТНЫЕ БЕЛКИ́, ха­рак­те­ри­зу­ют­ся спо­соб­но­стью к ин­тен­сив­ной флуо­рес­цен­ции в уз­ком спек­траль­ном диа­па­зо­не. Осо­бен­но­стью струк­ту­ры Ф. б. яв­ля­ет­ся на­ли­чие хро­мо­фор­но­го эле­мен­та, от­вет­ст­вен­но­го за ис­пус­ка­ние све­та, ко­то­рый об­ра­зу­ет­ся без уча­стия внеш­них ко­фак­то­ров и фер­мен­тов пу­тём пост­транс­ля­ци­он­ных мо­ди­фи­ка­ций ами­но­кис­лот.

Наи­бо­лее из­вест­ны зе­лё­ный Ф. б. (GFP – green fluorescent protein), вы­де­лен­ный из ме­ду­зы Aequorea victoria, ко­то­рый флуо­рес­ци­ру­ет в зе­лё­ном диа­па­зо­не (λ_макс=497 нм) при ос­ве­ще­нии си­ним све­том, и ге­не­тич. му­тант­ная фор­ма GFP – жёл­тый Ф. б. (λ_макс= 527 нм). Ис­точ­ник энер­гии для флуо­рес­цен­ции GFP в ор­га­низ­ме ме­ду­зы – бе­лок эк­во­рин, де­мон­ст­ри­рую­щий си­нюю хе­ми­лю­ми­нес­цен­цию в при­сут­ст­вии ка­тио­нов каль­ция. Об­ра­зо­ва­ние хро­мо­фо­ра в GFP про­ис­хо­дит внут­ри бел­ко­вой гло­бу­лы в ре­зуль­та­те ав­то­ка­та­ли­тич. цик­ли­за­ции ос­тат­ков трёх ами­но­кис­лот (Ser65–Tyr66–Gly 67), про­ис­хо­дя­щей при уча­стии мо­ле­ку­ляр­но­го ки­сло­ро­да. Внеш­няя бел­ко­вая обо­лоч­ка за­щи­ща­ет хро­мо­фор GFP от ту­ше­ния его флуо­рес­цен­ции ком­по­нен­та­ми мик­ро­ок­ру­же­ния, что со­хра­ня­ет вы­со­кую ин­тен­сив­ность све­че­ния са­мо­го бел­ка в вод­ной сре­де. Ф. б. най­де­ны во мно­гих мор­ских ор­га­низ­мах: ко­рал­ло­вых по­ли­пах, не­ко­то­рых мор­ских рач­ках, не­ко­то­рых хор­до­вых лан­цет­ни­ках.

Но­вые му­тант­ные фор­мы Ф. б. по­лу­ча­ют с по­мо­щью слу­чай­но­го или на­прав­лен­но­го му­та­ге­не­за по не­сколь­ким клю­че­вым по­зи­ци­ям в бел­ке с от­бо­ром удов­ле­тво­ряю­щих по ха­рак­те­ри­сти­кам кло­нов. На­бор су­ще­ст­вую­щих на дан­ный мо­мент Ф. б. дос­та­точ­но раз­но­об­ра­зен: мак­си­мум эмис­сии Ф. б. за­ни­ма­ет ши­ро­кую об­ласть спек­тра – от си­ней (ме­нее 450 нм) до крас­ной (708 нм) час­тей ви­ди­мо­го из­лу­че­ния. Разл. Ф. б. свой­ст­вен­но боль­шое раз­но­об­ра­зие зна­че­ний та­ких па­ра­мет­ров, как кван­то­вый вы­ход флуо­рес­цен­ции, мо­ляр­ный ко­эф. экс­тинк­ции, фо­то­ста­биль­ность и пр.

Осо­бая груп­па Ф. б. – фо­то­ак­ти­ви­руе­мые Ф. б., ин­тен­сив­ность флуо­рес­цен­ции ко­то­рых спо­соб­на зна­чи­тель­но (ино­гда в ты­ся­чу раз) воз­рас­тать при об­лу­че­нии све­том с оп­ре­де­лён­ной дли­ной вол­ны. Фо­то­ак­ти­ва­ция Ф. б. мо­жет быть об­ра­ти­мой (напр., в слу­чае бел­ка KFP – kindling fluorescent pro­tein) или не­об­ра­ти­мой (напр., для бел­ка PA-GFP – photo­ac­ti­vatable green fluo­rescent protein).

Ф. б. ис­поль­зу­ют­ся в ка­че­ст­ве флуо­рес­цент­ной мет­ки в ис­сле­до­ва­нии про­цес­сов в жи­вых клет­ках, тка­нях и ор­га­низ­мах, та­ких как ак­тив­ность ра­бо­ты про­мо­то­ров, био­хи­мич. взаи­мо­дей­ст­вия, ло­ка­ли­за­ции разл. струк­тур и др. Раз­ра­бо­та­ны мо­ди­фи­ка­ции Ф. б. для при­ме­не­ния в био­сен­со­рах. За от­кры­тие GFP, син­тез его раз­но­вид­но­стей и соз­да­ние но­вых ме­то­дов ис­сле­до­ва­ний на его ос­но­ве О. Си­мо­му­ра, Р. Цянь и М. Чал­фи удо­стое­ны Но­бе­лев­ской пр. в 2008.