熒光共振能量轉(zhuǎn)移FERT

1、陳陳 同同 生生華南師范大學(xué)信息光電子科技學(xué)院華南師范大學(xué)信息光電子科技學(xué)院熒光共振能量轉(zhuǎn)移熒光共振能量轉(zhuǎn)移Fluorescence Resonance Energy Transfer (FRET)分子能級(jí)與熒光S0S1T1hn0hn1hn22. 熒光（熒光（Fluorescence)：當(dāng)處于基態(tài)的分子吸收光能后進(jìn)入激發(fā)態(tài)，并且立即返回基態(tài)并以光的形式釋放能量，這種光稱為熒光。 4. 激發(fā)(Excitation, Ex)和發(fā)射(Emission, Em)光譜（Spectra):1. 能級(jí)（能級(jí)（ Energy Level）：）：原子的可能狀態(tài)是不連續(xù)的，因此各狀態(tài)對(duì)應(yīng)能量也是不連續(xù)的。包含電子

2、能級(jí)、振動(dòng)能級(jí)和轉(zhuǎn)動(dòng)。3. 磷光（磷光（Phosphorescence）:分子從激發(fā)三線態(tài)返回基態(tài)以光的形式釋放能量。CFPEx. 440nmEx. 470nmEm. 470nmYFPEm. 535nm熒光共振能量轉(zhuǎn)移(FRET)現(xiàn)象3. FRET現(xiàn)象的特征現(xiàn)象的特征: 選擇性激發(fā)供體,卻能檢測(cè)到受體發(fā)射的熒光1. 供體供體(Donor, D)Donor2. 受體受體(Acceptor, A)AcceptorFRET 原理(Principle)FRET的條件66060RRRE發(fā)生發(fā)生FRETFRET需要需要三三個(gè)條件：個(gè)條件：1 1、供體分子的發(fā)射光譜和受體分子的吸收、供體分子的發(fā)射光譜和受體

3、分子的吸收光譜必須有顯著的重迭，一般大于光譜必須有顯著的重迭，一般大于 3030；2 2、供體分子和受體分子間的距離必須在、供體分子和受體分子間的距離必須在 1 10 nm 1 10 nm 之間之間. D. D和和A A間的間的FRET FRET 效率：效率： 3 3、供體分子的發(fā)射態(tài)偶極矩與受體分、供體分子的發(fā)射態(tài)偶極矩與受體分子的吸收態(tài)偶極矩、以及它們的向量子的吸收態(tài)偶極矩、以及它們的向量必須滿足一定的條件必須滿足一定的條件R0: E=50%時(shí)供體和受體分子間的距離.對(duì)于特定的供體受體對(duì)是常數(shù);R: 供體和受體分子間的距離.E: FRET效率. 對(duì)于R特別靈敏.舉例: 假設(shè) R0=5nm,

4、 1） R=10nm, E=1.5%2） R=5nm, E=50%3） R=6nm, E=25% 450 500 550 600l (nm)D EmA Ex1)蛋白分子的共定位;2)蛋白分子聚合體;3)轉(zhuǎn)錄機(jī)制;4)轉(zhuǎn)換途徑;5)分子運(yùn)動(dòng);6)蛋白折疊等生物學(xué)問(wèn)題.FRET的應(yīng)用的應(yīng)用通過(guò) FRET 技術(shù)可以獲得有關(guān)兩個(gè)蛋白分子之間相互作用的空間信息。常用于解決如下問(wèn)題:LaserLaserDAFRET技術(shù)應(yīng)用一:檢測(cè)兩個(gè)發(fā)光分子間的重合與共定位熒光標(biāo)記利用FRET技術(shù)檢測(cè)不發(fā)光分子間相互作用的策略FRET技術(shù)應(yīng)用二: 檢測(cè)分子間的相互作用LaserLaserFRET技術(shù)應(yīng)用三: 檢測(cè)分子的折

5、疊與構(gòu)象變化FRET技術(shù)應(yīng)用舉例：細(xì)胞內(nèi)鈣離子濃度的實(shí)時(shí)測(cè)量Miyawaki A, et al., Nature 1997, 388:882-887(b) BFP-GFP BFP-YFP CFP-YFP CFP-dsRED GFP-dsRED在FRET實(shí)驗(yàn)中經(jīng)常使用的供體-受體熒光分子對(duì)2. 綠色熒光蛋白類(Green Fluorescent Proteins, GFPs)1.染料類(Dye)FITC-Rhodamine Alexa488-Cy3 Cy3-Cy5參考閱讀文獻(xiàn)參考閱讀文獻(xiàn)1. Jonathan D. Violin,et al., A genetically encoded flu

6、orescent reporter reveals oscillatory phosphorylation by protein kinase C. J Cell Biology, 2003,161:8999092. Elizabeth A J et l., FRET Imaging. Nature Biotechnology, 2003,21:13887-13953. Rajesh B S. Fluorescence resonance energy transfer (FRET) microscopy imaging of live cell protein localizations.

7、J Cell Biology, 2003, 160: 6296334. Jin Zhang, et al.,. Genetically encoded reporters of protein kinase A activity reveal impact of substrate tethering. PNAS ,2001, 98: Michael G. Erickson, et al., DsRed as a Potential FRET Partner with CFP and GFP. Biophysical Journal , 2003,85:5996116. Alexander Sorkin, et al., Interaction of EGF receptor and Grb2 in living cells visualized by fluorescence resonance energy transfer (FRET) microscopy. Current Biology 2000, 10:13951398 思思 考考 題題2.你認(rèn)