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双蛋白三聚体实现近红外荧光生物标记

DOI：10.1016/j.bbamcr.2018.11.008 期刊：Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Molecular Cell Research 出版年份：2019 更新时间：2025-09-10 09:29:36
摘要： 双蛋白荧光标记物将荧光蛋白的光谱范围拓展至大多数组织透射率最高的近红外区域（NIR，700-770纳米），同时适用于多重标记。然而其应用面临显著挑战：需在生理条件下提升稳定性，尤其要在维持近红外发射的同时增强亮度——这类荧光产率通常随波长增加而降低，且有效亮度高度依赖环境条件。我们报道了一种命名为BDFP1.1:3.1:1.1的荧光双蛋白三聚体，在哺乳动物细胞中兼具大红移特性（722纳米）、高亮度及复杂环境下的强稳定性。该三聚体由藻胆体核心亚基ApcE2和ApcF2的衍生物融合而成，这两种亚基在远红光（FR，650-700纳米）适应型蓝藻中受远红光诱导表达。两个源自ApcF2改造的BDFP1.1结构域可共价结合多数细胞内源性的胆绿素，而可溶性BDFP3结构域（源自ApcE2改造）非共价结合植物色素结合胆红素形成BDFP3.1。该植物色素结合胆红素生色团通过外源添加获得，可通过大肠杆菌改进合成法便捷制备并提取。两个BDFP1.1结构域中共价结合的胆绿素吸收远红光后，通过荧光共振能量转移（FRET）将激发能传递至BDFP3.1结构域中非共价结合的植物色素结合胆红素，使其在约720纳米近红外区发光。实验证实该双蛋白三聚体通过融合标记技术，可成功标记原核与哺乳动物细胞（包括人类细胞系）中的多种蛋白质。
作者： Ya-Nan Hou，Wen-Long Ding，Su-Ping Jiang，Dan Miao，Zi-Zhu Tan，Ji-Ling Hu，Hugo Scheer，Kai-Hong Zhao
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

开发一种荧光双蛋白三聚体，在哺乳动物细胞中兼具大红移、高亮度特性，并在环境条件变化下保持高稳定性，用于近红外荧光生物标记。

研究成果

该研究成功开发出一种荧光双蛋白三聚体BDFP1.1:3.1:1.1，在哺乳动物细胞中兼具大红移特性与高亮度，且在不同环境条件下具有高度稳定性。该三聚体展现出在包括人类细胞系在内的多种蛋白质及细胞类型中进行近红外荧光生物标记的潜力。

研究不足

该研究承认了在保持近红外区域发射的同时提高双蛋白亮度的挑战。荧光产率通常随波长增加而降低，且有效亮度强烈依赖于环境条件。

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