Evidencia estructural de las vías de fotoisomerización en proteínas fluorescentes

Área de la Ciencia:

• La fotoquímica
• Biología estructural
• La biofísica

Sus antecedentes:

• La fotoisomerización de cromóforos en moléculas como la proteína fluorescente verde (GFP) puede proceder a través de vías distintas: el volumen que exige un flip de enlace o el hula-twist que conserva el volumen.
• La comprensión de estas vías es crucial para el diseño de GFPs fotointercambiables para técnicas avanzadas de microscopía de súper resolución.

Objetivo del estudio:

• Para aclarar la vía de fotoisomerización de la variante de GFP conmutable por fotosíntesis, rsEGFP2.
• Investigar la influencia de la estructura de las proteínas y el envasado de cristales en el mecanismo de fotoisomerización.

Principales métodos:

• Estructuras cristalinas de disolución de los estados cis y trans de rsEGFP2 que incorporan un cromóforo monoclorado.
• Utilizando el sustituto de cloro para diferenciar entre las vías de giro de un enlace y de hula-twist basadas en la ruptura de simetría.

Principales resultados:

• Se encontró que la vía de fotoisomerización de rsEGFP2 es dependiente de la disposición de la red cristalina.
• El embalaje de cristales más sueltos facilitó el camino de un solo enlace.
• El empaque de cristales más apretado, caracterizado por una célula unitaria un 7% más pequeña, promovió la vía de hula-twist.

Conclusiones:

• El empaque de cristales de proteínas es un factor crítico que determina el mecanismo de fotoisomerización en rsEGFP2.
• Este hallazgo proporciona información sobre el control de las vías de fotoisomerización para la ingeniería de GFPs fotointercambiables mejoradas.