La naturaleza de los estados oscuros transitorios en una proteína fluorescente fotoactivada

Área de la Ciencia:

• La bioquímica es la bioquímica.
• La espectroscopia es una técnica de espectroscopia.
• Química computacional es la química computacional.

Sus antecedentes:

• Las proteínas fluorescentes (FP) exhiben parpadeo y blanqueamiento, similar a los tintes orgánicos.
• Los mecanismos detrás de la pérdida de fluorescencia transitorio en FPs siguen siendo poco investigados.
• Recientemente se informó un estado transitorio no fluorescente con geometría distorsionada para el IrisFP fotoactivado.

Objetivo del estudio:

• Para investigar la naturaleza química del estado de parpadeo en IrisFP.
• Para aclarar los mecanismos de la pérdida de fluorescencia transitorio en FPs.
• Para predecir la prevalencia de estos estados oscuros en familias relacionadas con FP.

Principales métodos:

• Se emplearon cálculos químicos cuánticos y mecánicos moleculares.
• El análisis se centró en el IrisFP fotoactivado.
• Investigaron los estados cromóforos no fluorescentes transitorios.

Principales resultados:

• Dos nuevos estados oscuros fueron identificados en IrisFP.
• Estos estados oscuros presentan cromóforos distorsionados con sistemas de electrones π rotos.
• Ambos estados implican protonación en el átomo C ((α) del puente de metileno del cromóforo.

Conclusiones:

• La protonación transitoria en C (((α) puede ocurrir a través de la transferencia de protones de Arg66 ya sea en el triplet o en el estado fundamental.
• Es probable que estos estados oscuros protonados C(α) sean comunes a los FPs fotoconvertibles de verde a rojo debido al Arg66.6 conservado.
• Los estados oscuros identificados pueden acelerar el foto blanqueamiento promoviendo la descarboxilación de Glu212.