Two-photon absorption of fluorescent protein chromophores incorporating non-canonical amino acids: TD-DFT screening and classical dynamics
Notice bibliographique
Résumé
Two-photon spectroscopy of fluorescent proteins is a powerful bio-imaging tool characterized by deep tissue penetration and little damage. However, two-photon spectroscopy has lower sensitivity than one-photon microscopy alternatives and hence a protein with a large two-photon absorption cross-section is needed. We use time-dependent density functional theory (TD-DFT) at the B3LYP/6-31+G(d,p) level of theory to screen twenty-two possible chromophores that can be formed upon replacing the amino-acid Tyr66 that forms the green fluorescent protein (GFP) chromophore with a non-canonical amino acid. A proposed chromophore with a nitro substituent was found to have a large two-photon absorption cross-section (29 GM) compared to other fluorescent protein chromophores as determined at the same level of theory. Classical molecular dynamics are then performed on a nitro-modified fluorescent protein to test its stability and study the effect of the conformational flexibility of the chromophore on its two-photon absorption cross-section. The theoretical results show that the large cross-section is primarily due to the difference between the permanent dipole moments of the excited and ground states of the nitro-modified chromophore. This large difference is maintained through the various conformations assumed by the chromophore in the protein cavity. The nitro-derived protein appears to be very promising as a two-photon absorption probe.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,000 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».