Diseño y evolución de una proteína fosforescente a través de la codificación proximal del lantánido y el cromóforo de...

Área de la Ciencia:

• La biofísica
• Biología molecular
• Biotecnología

Sus antecedentes:

• Las proteínas fluorescentes convencionales tienen una vida útil corta (nanosegundos), lo que limita la detección en tiempo de resolución.
• Las vidas de luminiscencia más largas son cruciales para las imágenes biológicas ortogonales y las mejores relaciones señal-ruido.
• Las proteínas fosforescentes codificadas genéticamente ofrecen una alternativa prometedora para la bioimagen avanzada.

Objetivo del estudio:

• Diseñar y optimizar un nuevo sistema de proteínas fosforescentes codificadas genéticamente.
• Mejorar la fosforescencia de los lantánidos mediante la incorporación de UAA y la evolución de las proteínas.
• Demostrar la utilidad de la plataforma desarrollada para el biosensing sensible y la obtención de imágenes.

Principales métodos:

• Incorporación de aminoácidos fotosensibilizantes no naturales (AUA) en una proteína de unión a los lantánidos (LanM).
• Optimización sistemática de los sitios de incorporación de UAA y evolución dirigida de LanM.
• Evolución química de los AUA para mejorar la fosforescencia.
• Desarrollo de sensores de europio (Eu) y proteasa.
• Fusión de la proteína fosforescente con el cuerpo afinado para imágenes de inmunofluorescencia.

Principales resultados:

• Se logró una mejora significativa en la fosforescencia de los lantánidos en comparación con el LanM de tipo silvestre.
• Proteínas fosforescentes generadas con una vida útil de hasta 500 μs y un mayor brillo.
• Se ha desarrollado un sensor de europio de alta sensibilidad (límite de detección < 10 nM, S/N > 100).
• Creado un sensor de proteasa con altas relaciones señal-ruido en concentraciones nanomolares.
• Se ha demostrado con éxito la inmunofluorescencia por imágenes utilizando la proteína modificada.

Conclusiones:

• Se ha establecido una nueva plataforma para sensores fosforescentes codificados genéticamente.
• El sistema desarrollado permite una mayor sensibilidad de detección mediante mediciones de resolución temporal.
• Esta tecnología tiene un potencial significativo para imágenes y diagnósticos biológicos avanzados.