大斯托克斯位移黄色荧光蛋白mAmetrine的结构分析

论文摘要

斯托克斯位移大的荧光蛋白在多色双光子成像方面,具有重要的应用价值。斯托克斯位移指的是荧光物质的最大发射波长和最大激发波长之差。该差值若大于100 nm,则认为该荧光蛋白具有大斯托克斯位移的特性。部分荧光蛋白具有大斯托克斯位移的特性。mAmetrine是一个黄色荧光蛋白,其激发峰波长λex = 406 nm,发射峰波长λem = 526 nm,斯托克斯位移达120 nm。mAmetrine大斯托克斯位移的特性源自激发态质子转移（ESPT）和π-π电子与发光团之间的堆积相互作用。但是,其荧光发射的激发态质子转移具体路径和机制尚未知。为了更好地理解mAmetrine的功能及ESPT或者其他途径对大斯托克斯位移的作用,我们利用悬滴蒸汽扩散法进行mAmetrine蛋白结晶,然后通过蛋白结晶学方法确定其晶体结构。其中涉及到一系列的步骤:基因克隆,表达,大量纯化,结晶,衍射数据的采集、整合和提炼,原子位置的确定等等。我们得到的mAmetrine的三维结构的晶体分辨率达2.1（A|°）,其结果可用于研究ESPT或其他途径对其大斯托克斯位移的影响。为了最终证实我们对mAmetrine的结构分析,需要对其作进一步的定点突变（F203Y, S205N和E222K）

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• CHAPTER 1
• 1.1 Introduction
• 1.2 A Brief History of Fluorescent Proteins
• 1.3 Fluorescence Proteins Emitting Yellow Fluorescence
• 1.4 Statement of the Problem
• 1.5 Proposed Solution
• 1.6 Current Work Done in the Area
• CHAPTER 2
• 2.1 Plasmid Construction, Expression, and Protein Purification
• 2.1.1 Materials
• 2.1.2 Plasmid Construction
• 2.1.3 Protein Expression
• 2.1.4 Protein Purification
• 2.2 Protein Crystallization
• 2.2.1 Materials
• 2.2.2 Protein Crystallization Screening
• 2.2.3 Protein Crystallization Optimization
• 2.3 Data Collection, Integration and Refinement （X-ray Diffraction）
• 2.3.1 Materials
• CHAPTER 3
• 3.1 mAmetrine Plasmid Extraction
• 3.2 mAmetrine Purity, Concentration, and Spectral Measurements
• 3.3 mAmetrine Crystallization Screening
• 3.4 mAmetrine Crystallization Optimization
• 3.5 mAmetrine Data Collection and Structure Determination
• 3.6 Functional Inferences and Comparison
• CHAPTER 4
• 4.1 Conclusions
• 4.2 Future Work
• REFERENCES
• ACKNOWLEDGMENTS