Les protéines fluorescentes photoconvertibles (PCFP) telles que mEos4b changent de couleur de fluorescence, passant du vert au rouge, lorsqu’elles sont illuminées par de la lumière UV. Elles sont des marqueurs populaires pour les modalités d’imagerie à super-résolution telles que la microscopie de localisation de molécule unique quantitative et de suivi de particules individuelles (SMLM). Cependant, les propriétés photophysiques de ces protéines sont extrêmement complexes. Dans ce travail collaboratif impliquant les groupes RMN et I2SR de l’IBS, nous avons observé par spectroscopie RMN multidimensionnelle que mEos4b présente deux conformations distinctes dans l’état vert qui s’interconvertissent lentement. La RMN a également révélé que ces conformations diffèrent par les états de protonation de deux chaînes latérales d’acides aminés dans la poche du chromophore, ce qui modifie le réseau de liaisons hydrogène. Ces réarrangements subtils n’étaient pas visibles dans les structures aux rayons X à haute résolution de mEos4b.
Il est important de noter que seule l’une de ces conformations se photoconvertit efficacement à l’état rouge, tandis que l’autre semble être plus sujette au photoblanchiment. Cette étude aide à expliquer le comportement photophysique complexe observé de mEos4b et des PCFP similaires. Plus généralement, elle révèle comment la dynamique conformationnelle des protéines fluorescentes affecte leurs propriétés photophysiques, en particulier les mécanismes de photoconversion des PCFP dérivés de mEos. Enfin, nos résultats ouvrent la voie à la conception de nouvelles variantes de PCFP avec une efficacité de photoconversion supérieure.
Maity et al. Adv. Sci. 2023, 2306272, doi : 10.1002/advs.202306272
Collaboration : D. Bourgeois (IBS)