Roheline fluorestseeruv valk

Suntem un grup de chimie de calcul compus din mine şi un grup în continuă schimbare de cercetători de licenţă. În prezent, cele mai multe dintre noastre de cercetare este axat pe proteine ​​fluorescente, dar avem, de asemenea luciferases model şi metil-coenzima-M reductazei.

Unele lucrări recente.

"Şi Photophysics Libertatea diedru de cromofor in proteine ​​galben, albastru si verde fluorescent." Colleen M. Megley, Luisa A. Dickson, Scott L. Maddalo, Gabriel J. Chandlera Marc Zimmer * Jurnalul de Chimie Fizica B 2009, 113, 302 -308.

REZUMAT proteina verde fluorescentă (GFP) şi a GFP-cum ar fi proteinele fluorescente datorează proprietăţile lor photophysical la un cromofor intrinsecă autocatalytically format. Conform calculelor mecanica cuantica, starea excitată de sisteme de modele cromofor are libertatea diedru semnificative, care pot conduce la trecerea fluorescenţă intersystem stingere. Simulări moleculară dinamica cu rotaţie primare dihedrals chromophoric au fost efectuate pe proteine ​​verde, galben si albastru fluorescent, în scopul de a modela libertatea de diedru la dispoziţia cromofor în stare excitată. Cele mai multe teorii actuale sugerează că o restricţie în libertatea de rotaţie a cromofor proteine ​​fluorescente va duce la o creştere a luminozităţii fluorescenta şi / sau a randamentului cuantic. Conform calculelor noastre, libertatea diedru a sistemelor studiate (BFP> A5> YFP> GFP) creşte în ordinea inversă a randamentului cuantic. În toate simulările cromofor supus unei negativ corelat hula-răsucire (de asemenea cunoscut ca un mecanism de răsucire hula de fund).

"Rolul Tight-Turn, Bonding hidrogen sparte, Glu222 şi Arg96 în Post-translatie verde Formarea Fluorescent cromofor proteine." NP Lemay *, * AL Morgan, EJ Archer *, * LA Dickson, CM Megley * M. Zimmer Chimie Fizică 2008, 348, 152-160.

REZUMAT Proteine ​​verde fluorescent (GFP) şi a GFP-cum ar fi proteinele sunt supuse toate o autocatalitic post-translationale modificare pentru a forma o cromofor central. Analize structurale ale tuturor GFP şi GFP-cum ar fi proteinele din proteine ​​de date au fost întreprinse pentru a determina rolul strans-turn, de unire de hidrogen rupte, Gly67, Glu222 şi Arg96 în biosinteza a grupului imidazolone din 65SYG67. Analiza a fost completată prin generarea de calcul a conformaţie adoptate de către uncyclized de tip sălbatic GFP. Analiza datelor sugerează că Arg96 interacţionează cu carbonil Tyr66, stabilizarea enolate intermediar reduse, care este necesar pentru ciclizare, carboxilat de Glu 222 acţionează ca o bază de facilitare, prin intermediul unei reţele de două ape, abstractizare de o bază de hidrogen de la alfa- de carbon de Tyr66, o conformaţie strâns-turn este necesar pentru ciclizare autocatalitic.Această conformaţie este responsabil pentru o reducere parţială în reţeaua de bonding pe bază de hidrogen în jurul valorii de regiunea cromofor-formarea de proteine ​​imatur.

Figura 4. O parcelă Isostar suprapunere a tuturor structurilor de cristal a GFP şi GFP-cum ar fi proteinele cu chromophores complet cyclized găsite în PPB (99 structuri, a se vedea tabelul suplimentar I pentru lista de structuri). Inele imidazolone a tuturor structurilor s-au suprapus, în scopul de a arată orientarea reziduuri de arginina si acidul glutamic (Arg96 şi Glu222 în GFP numerotare) în raport cu poziţia a inelului imidazolone.

Figura 6. roluri posibile pentru Arg96 în reacţie ciclizare autocatalitic responsabil pentru formarea cromoforului.

"Mutatiile sinergică Produceţi Blue-Bioluminescence mutat în Firefly Luciferase" B. Branchini, D. Ablamsky, J. Rosenman *, L. Uzasci *, T. Southworth, M. Zimmer Biochimie 2007, 46, 13847-13855.

REZUMAT de emisie de lumină din America de Nord licurici Photinus pyralis, care emite lumina galben-verde (557 nm), este larg considerat a fi cel mai eficient sistem bioluminescence cunoscute, efectuarea acestei luciferase un instrument excelent pentru expresia genelor de monitorizare. Într-un studiu anterior proiectate pentru a produce luciferases pentru monitorizarea simultană a două evenimente de expresia genica, am identificat un emitator foarte promiţătoare albastru-mutat (548 nm), care conţinea Val241Ile mutatii, Gly246Ala, şi Phe250Ser [Branchini, BR, Southworth, TL, Khattak, NF, Michelini, E., şi Roda, A. (2005) roşu-verde şi emiţătoare de mutanti Firefly luciferase pentru aplicaţii reporter emisii bioluminescente, Anal. Biochem. 345, 140-148].Pentru a stabili baza de emisie neobişnuit albastru-mutat, am stabilit că un efect aditiv simplă dintre cele trei mutaţii individuale nu au cont pentru proprietăţile spectrale ale mutant triple. În schimb, spectrele de emisie bioluminescence de doi mutanti dublu conţin Phe250Ser şi fie Val241Ile sau Gly246Ala foarte semana foarte mult cu cea a mutante triple.Rezultate suplimentare mutageneză au confirmat că emisiile albastru-a mutat mutanti dublu a fost determinată de comportamentul sinergica a reziduurilor site-ului activ. Studii moleculare modelarea Gly246Ala şi Phe250Ser mutantului dublu a susţinut ideea că emisiile albastru-a fost mutat din cauza modificărilor care au crescut localizate hidrofob la locul de emiţător, ca urmare a adăugării unui grup metil singur la poziţia 246.În plus, datele de modelare a sugerat că lanţul de Ala246 partea a rămas aproape de emitator, printr-o suplimentare de H-legătură între Ala246 şi grupul hidroxil de Phe250, oferind o bază posibilă structurale pentru comportamentul sinergice.

"Sunt clasice calcule de mecanica moleculara încă util în simulări bioinorganic?" M. Zimmer Opinii Chimie de coordonare în presă.

REZUMAT În prezent nu există programe distribuite pe scară largă moleculare mecanica cu câmpuri de forţă anorganice care permit utilizatorului pentru a modela cu exactitate structura de molecule bioinorganic fără o parametrizare prealabilă a sferei de coordonare de metal. Cu toate acestea, există încă momente când viteză, acurateţe şi de ieşire a face calcule de mecanica moleculara anorganice (MM) metoda de alegere. Bioinorganic calcule moleculare mecanice sunt cele mai frecvent utilizate pentru a examina metaloproteine ​​sau părţi ale metaloproteine ​​care sunt prea mari pentru analiză de către QM / MM sau DFT; pentru a căuta zone mari de spaţiu conformationale, sau în dinamică moleculară. Pentru a ilustra utilitatea mecanicii anorganice moleculară în chimie bioinorganic, o scurtă trecere în revistă a simulări de compuşi cu conţinut de metale de tranziţie bioinorganic publicate în ultimii 5 ani este prezentată împreună cu o analiză de calcul a coenzimei metil-M reductază (CCM), care descrie calcule care sunt prea mari pentru metodele bazate pe QM, şi urează, care este folosit ca un exemplu pentru a ilustra modul în care MM calcule pot fi folosite pentru a proba suprafeţe mari de spaţiu conformationale. În cazul în care CMR anorganice moleculare Cautari mecanice conformationala coroborat cu gaura scanează şi normal-coordonarea analizei descompunere structurale sunt utilizate pentru a arăta modul în care matricea de proteine ​​inhibă deformările non-planar de cofactor tetrapyrrole F430 şi modificările sale, prin urmare, chimie redox - o entatic intrării în vigoare. În analiza noastră a urează anorganice moleculare Cautari mecanice conformationala au fost folosite pentru a examina spaţiul conformationala disponibil la suport şi de uree, pentru a examina şi a mecanismelor potenţiale pentru degradarea sa.