Второй семинар СМУ: «Флуорофоры: органические, неорганические и генетически кодируемые»

Семинар состоится 17-го мая (четверг) в 15:00 в Малом зале ИБХ. Вход свободный — мы приглашаем всех интересующихся! Для гостей не из ИБХ: не забудьте взять с собой паспорт. В 14:55 всех гостей встретят на вахте Института представители СМУ ИБХ. Просьба не опаздывать!

Аннотация от авторов:

Возможность визуализации биомолекул с помощью флуоресцентных меток позволила биологам проникнуть в мир внутреннего строения клеток и «увидеть» взаимодействия белков, углеводов, нуклеиновых кислот и липидов между собой. Разнообразие задач, решаемых с помощью флуоресцентной спектроскопии и микроскопии, определяет и разнообразие самих флуоресцентных меток. Сейчас доступны как традиционные органические красители, так и квантовые точки, и флуоресцирующие белки. Каждый из этих инструментов обладает своими достоинствами, но и своей сферой применения.
Органические флуорофоры (И.А. Болдырев). Успешное применение флуоресцентных меток зависит во многом от знания особенностей поведения каждого флуорофора. Среди важных вопросов — яркость свечения метки, ширина ее спектра испускания, условия разгорания и тушения ее флуоресценции. В зависимости от свойств, одни метки предназначены для ковалентного связывания с биомолекулами и разработаны таким образом, чтобы на одной молекуле белка можно было закрепить множество одинаковых флуорофоров и увеличить таким образом яркость свечения. Другие обладают сродством к ДНК или биологическим мембранам, и их используют для окрашивания этих объектов. Есть также метки, разгорающиеся только при связывании с конкретной малой РНК. В дополнение к флуорофорам разработаны и специфические тушители их флуоресценции. Это позволяет создавать системы, в которых флуоресценция разгорается или затухает в ответ на определенные события — например, при разворачивании шпильки ДНК или при разложении субстрата ферментом.
Квантовые точки (В.А. Олейников). Квантовые точки — полупроводниковые нанокристаллы с уникальными флуоресцентными характеристиками, позволяющими использовать их там, где обычные флуорофоры уже не справляются. В число этих характеристик входит великолепная фотостабильность (квантовые точки не выгорают при длительном облучении, что позволяет изучать внутриклеточные процессы в реальном времени в течение длительного времени), яркость (в разы снижается порог чувствительности к детектируемым объектам) и очень узкие спектры испускания. Последнее обстоятельство вместе с возможностью «настраивать» цвет квантовой точки с точностью до 5 нм позволяет работать с множеством меченых молекул одновременно (многоцветное детектирование), возбуждая при этом весь набор меток светом одной длины волны.
Генетически кодируемые флуоресцентные метки (К.А. Лукьянов). Зеленый флуоресцентный белок (или GFP) и его гомологи обладают уникальной способностью образовывать хромофорную группу путем посттрансляционной модификации собственных аминокислотных остатков без помощи коферментов и других ферментов. Таким образом, GFP-подобные белки могут служить генетически кодируемыми флуоресцентными маркерами для мечения in vivo. Их использование для прижизненного мечения белков, органелл и клеток позволило выйти на новый уровень исследования живой клетки. Флуоресцентные белки различных цветов были найдены в нескольких эволюционно далеких группах морских организмов. С помощью направленной молекулярной эволюции удалось получить разнообразные варианты флуоресцентных белков, адаптированные для практического использования. Кроме того, в последние годы появились альтернативные стратегии получения генетически кодируемых меток на основе белковых доменов, связывающих повсеместно присутствующие хромофоры (флавины, тетрапирролы).

Дополнительные материалы:

1. Общий семинар ИБХ
2. биомолекула: «Рулетка для спектроскописта»
3. биомолекула: «Флуоресцирующая Нобелевская премия по химии»

11 мая 2012 года