Миметик β-бочонка зелёного флуоресцентного белка: фотофизика и динамика хромофоров, заключённых в жёсткий пористый каркас

Хромофоры с бензилиден-имидазолидиноновым ядром формируют профиль эмиссии широко используемых биомаркеров, таких как зелёный флуоресцентный белок (GFP) и его аналоги. В настоящем сообщении показано, что искусственно созданные пористые каркасы способны имитировать структуру белкового β-бочонка, сохраняя зелёную флуоресценцию и конформационную жёсткость хромофоров GFP-подобного типа. В частности, продемонстрировано, что максимум эмиссии в искусственных каркасах близок к максимумам, наблюдаемым в спектрах природных систем на основе GFP. Для установления связи между флуоресцентным откликом и строением, а также комплексного анализа полученных фотолюминесцентных каркасов использовали твердотельную ЯМР-спектроскопию 13C с кросс-поляризацией и вращением под магическим углом (CP-MAS), порошковую и монокристальную рентгеновскую дифракцию, а также спектроскопию флуоресценции с временным разрешением. Твердотельную ЯМР-спектроскопию 2H с квадрупольным спиновым эхом в сочетании с теоретическими расчётами применяли для изучения низкочастотной колебательной динамики заключённых в каркас хромофоров; полученные данные продемонстрировали конформационные ограничения, imposed на хромофоры, удерживаемые координационными взаимодействиями. Возможность настройки созданных каркасов открывает перспективы применения этого подхода для управления флуоресцентным откликом искусственных миметиков GFP, модулирования микроокружения белка и контроля безызлучательных каналов посредством регулирования динамики хромофоров.