2014年9月12日 讯 // --一直以来荧光蛋白都是生命科学研究的一把“利器”，利用荧光蛋白人们可以检测金属离子、**信使等一系列细胞水平上的活动。这也使其在信号转导研究中扮演着举足轻重的角色。
近日，中国科学院生物物理研究所王江云等人在美国化学会杂志《JACS》上在线发表了题为“Significant Expansion of Fluorescent Protein Sensing Ability through the Genetic Incorporation of Superior Photo-Induced Electron-Transfer Quenchers”的*新研究成果。他们在活细胞中成功编码一系列卤代酪氨酸（3-氯代酪氨酸（ClY）、3,5-二氯代酪氨酸（Cl2Y）、3,5-二氟代酪氨酸（F2Y）、2,3,5-三氟代酪氨酸（F3Y）、2,3,5,6-四氟代酪氨酸（F4Y）），并借此实现了大分子荧光蛋白中的光致电子转移现象，同时基于这一原理，他们还开发出了一种对pH和三价Mn离子敏感的荧光传感器。
这些荧光蛋白传感器通常依赖于荧光共振能量转移或者绿色荧光蛋白GFP荧光团酚基的质子化/去质子化来发挥作用的荧光强度变化过低，极大限制了细胞水平上的研究。而此次依据光致电子转移（photo-induced electron transfer，简称PET）机制设计的荧光传感器的价值在于分析物结合前后，荧光蛋白传感器可以展现出显着的荧光强度变化（通常可以增强10至100倍）。这一反应也广泛存在于生物系统中具有非常重要的意义。
本研究将一系列卤族元素取代的酪氨酸通过基因密码子扩展的手段定点插入到荧光蛋白（iLov2）中，发现在非天然氨基酸与荧光蛋白发光中心FMN之间的发生了快速的光致电子转移，并测量到电子转移发生在0.2 纳秒。
通过荧光检测发现我们得到了一系列对pH具有不同响应能力的荧光蛋白突变体，利用该传感器我们检测了细胞质的酸化过程，该传感器将适用于研究活细胞中的pH值变化过程。
同时我们**得到了可以基因编码的对Mn（III）敏感的荧光蛋白，这将有利于检测与生物和环境相关的Mn（III）的浓度，为筛选高效的锰过氧化物酶提供了平台，为实现高效的木质素降解及生物质转化提供了研究工具。该研究为蛋白动态构象变化研究提供了新的研究手段，为利用合成生物学手段生产可再生能源提供了新的研究思路，为蛋白设计提供了新的工具。