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Institut de Biologie StructuraleGrenoble / France

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IrisFP X blinking

Comment les protéines fluorescentes scintillent ?



Les protéines fluorescentes de la famille GFP sont des marqueurs remarquables pour l’imagerie cellulaire. Leur faible photo-stabilité, cependant, constitue leur principal défaut. Si l’on observe au microscope une molécule unique fluorescente (une protéine fluorescente, ou un chromophore organique par exemple), on s’aperçoit qu’elle scintille : la fluorescence n’est pas constante dans le temps, mais alterne entre des périodes "allumées" et des périodes "éteintes". Dans le cas des GFP, l’origine moléculaire et structurale de ce scintillement reste mystérieux. Des réactions à l’état excité peuvent générer une perte transitoire de fluorescence, comme le passage à l’état triplet, une protonation du chromophore, ou encore une isomérisation. Une autre possibilité consiste en un transfert d’électrons photo-induit, résultant en la production d’une espèce radicalaire instable et non fluorescente. Retour ligne automatique
Dans ce travail nous avons mis en évidence une telle espèce radicalaire, générée par les rayons X du Synchrotron Européen. En combinant cristallographie, spectroscopie Raman, et spectroscopie d’absorption et de fluorescence, nous avons pu montrer que l’état radicalaire s’accompagne d’une grande distorsion du chromophore, expliquant la perte de fluorescence. Il s’agit de la première étude montrant une protéine fluorescente dans un état transitoirement éteint. Cette étude pourrait permettre d’élaborer des variants dont la photo stabilité serait améliorée. Elle montre aussi l’importance des réactions de transfert d’électrons dans les protéines fluorescentes.

Adam V, Carpentier P, Violot S, Lelimousin M, Darnault C, Nienhaus GU, Bourgeois D. Structural Basis of X-ray-Induced Transient Photobleaching in a Photoactivatable Green Fluorescent Protein. J Am Chem Soc. (2009) 131:18063-5.

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