ドロンパは、 EGFPの2.5倍の明るさを持つ、可逆的にスイッチング可能な光活性化蛍光タンパク質です。[1] [2]ドロンパは、488 nm（青色）光の強い照射によってオフになり、405 nmの弱い紫外線によって元に戻すことができます。[1] ドロンパ分子1つは、100回以上オンとオフを切り替えることができます。[3]励起ピークは503 nm、発光ピークは518 nmです。
歴史
イシサンゴ（イシサンゴ科）のcDNAスクリーニングにおいて、四量体[4]の可逆的にスイッチング可能な蛍光タンパク質が発見されました。このタンパク質の単量体変異体は、忍者用語で「消失」を意味する「ドロン」と光活性化を意味する「パ」にちなんで「ドロンパ」と名付けられました。[2]
光スイッチングの構造とメカニズム
ドロンパは257アミノ酸からなり、28.8 kDaのモノマーです。ドロンパはGFPと配列が76%類似しており[2] 、 αヘリックスを囲む11本鎖βバレル（β-can）という類似構造を有しています[5]。発色団は、残基Cys 62、Tyr 63、およびGly 64から自己触媒的に形成されます[5]。[6]ドロンパ分子のオン状態では発色団はシス配座にあり、オフ状態では発色団はトランス配座にあります。発色団近傍の他のいくつかの残基もオン-オフ遷移中に移動し、非常に異なる静電環境が生じます[5] 。
アプリケーション
Dronpaは、スイッチングサイクルを繰り返しても高速なダイナミクスと安定性を示すことから、スイッチング可能な蛍光タンパク質の中でも特に重要なタンパク質の一つです。[1] PALM/STORMなどの超解像顕微鏡技術に用いられています。また、細胞内のタンパク質の高速ダイナミクスを追跡するためにも使用できます。
ドロンパのオリゴマー形態は、合成光センサードメインとして設計されている。二量体または四量体形態のドロンパが光スイッチすると、オリゴマー化親和性が変化する。これは、酵素の活性を光制御するために利用された。具体的には、2つのドロンパドメインをタンパク質上の特定の場所に結合させることで、四量体化またはオリゴマー化によって暗闇でのタンパク質機能を阻害または閉じ込める一方、光照射後の単量体化によってタンパク質機能を活性化または解放することができる。この方法は、セリン／スレオニンキナーゼを含む様々なタンパク質の制御に利用されている。[4] [7]
参考文献
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