Brighter Red Fluorescent Proteins by Rational Design of Triple-Decker Motif
Notice bibliographique
Résumé
Red fluorescent proteins (RFPs) are used extensively in chemical biology research as fluorophores for live cell imaging, as partners in FRET pairs, and as signal transducers in biosensors. For all of these applications, brighter RFP variants are desired. Here, we used rational design to increase the quantum yield of monomeric RFPs in order to improve their brightness. We postulated that we could increase quantum yield by restricting the conformational degrees of freedom of the RFP chromophore. To test our hypothesis, we introduced aromatic residues above the chromophore of mRojoA, a dim RFP containing a π-stacked Tyr residue directly beneath the chromophore, in order to reduce chromophore conformational flexibility via improved packing and steric complementarity. The best mutant identified displayed an absolute quantum yield increase of 0.07, representing an over 3-fold improvement relative to mRojoA. Remarkably, this variant was isolated following the screening of only 48 mutants, a library size that is several orders of magnitude smaller than those previously used to achieve equivalent gains in quantum yield in other RFPs. The crystal structure of the highest quantum yield mutant showed that the chromophore is sandwiched between two Tyr residues in a triple-decker motif of aromatic rings. Presence of this motif increases chromophore rigidity, as evidenced by the significantly reduced temperature factors compared to dim RFPs. Overall, the approach presented here paves the way for the rapid development of fluorescent proteins with higher quantum yield and overall brightness.
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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 | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,001 |
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 ».