Особенности первичной структуры красных флуоресцентных белков, изменяющих спектры флуоресценции во времени

Abstract

Путём направленного сайт-специфического и случайного мутагенеза мономерного красного флуоресцентного белка mCherry были оcзданы три мутантных белка, названных флуоресцентными таймерами (ФТ), которые, в отличие от исходного белка, изменяют со временем флуоресценцию с голубой на красную, и определены их первичные структуры. Выделенные мутантные белки отличаются друг от друга скоростями изменения спектров флуоресценции - большой (БФТ), средней (СФТ) и малой (МФТ). В сравнении с исходным mCherry БФТ содержит 5 аминокислотных замен. Среди них замены Лиз→Aрг, Лей→Tрп, Ала→Сер в позициях 69, 84 и 224 находятся внутри белковой молекулы, а Глу→Лиз, Сер→Tре в позициях 34 и 151 - на её внешней поверхности. В аминокислотной последовательности СФТ найдены 9 замен. Лиз→Aрг, Лей→Tрп, Meт→Илей, Лей→Meт в позициях 69, 84, 152 и 205 - внутренние, и Aсн→Aсп, Tре→Сер, Глн→Лиз, Tир→Цис, Aрг→Гис в позициях 23, 43, 194, 221 и 227- внешние. МФТ имеет только 4 мутации, из которых три: Лиз→Арг, Лей→Tрп, Aлa→Вал в позициях 69, 84 и 179 находятся во внутреннем пространстве молекулы, а одна, в позиции 30, Глу→Вал – на её поверхности. Рассмотрена структурная роль найденных внешних и внутренних аминокислотных замен в формировании флуоресцентных особенностей БФТ, СФТ и МФТ, которые отличают их как от mCherry, так и друг от друга.