Ein allgemeiner Mechanismus der Photokonvertierung von grün‐zu‐rot fluoreszierenden Proteinen unter blauem und infrarotem Licht reduziert Phototoxität in der Einzelmolekülmikroskopie von lebenden Zellen

Photokonversion von fluoreszierenden Proteinen mithilfe von blauem und komplementärem nah‐infraroten Licht, genannt “Primed Conversion” (PC), ist ein kürzlich für Dendra2 entdeckter Mechanismus. Die Kontrolle über die Konformation von Arginin an Position 66 und Threonin an Position 69 fluoreszierender Proteine aus Anthozoa (Proteinfamilien Dendra2, mMaple, Eos, mKikGR, pcDronpa) ermöglicht in allgemeiner Weise PC. Mutationen von Alanin 159 oder Serin 173, die dafür bekannt sind, die Chromophorflexibilität zu beeinflussen und reversibles Photoschalten zu ermöglichen, verhindern PC. Eine verbesserte Photokonversion wurde für pcDronpa‐Varianten mit Asparagin 116 beobachtet. Die reduzierte Phototoxizität bei der Anwendung von PC in der Einzelmolekül‐Mikroskopie von lebenden Zellen wird demonstriert, und es werden Trajektorien der RNA‐Polymerase‐Dynamiken in Escherichia‐coli‐Zellen aufgezeichnet. Photokonversion mit blauem und komplementärem Nah‐IR‐Licht bietet eine Alternative zur UV‐vermittelten Photokonversion von Proteinen, deren Fluoreszenz von Grün zu Rot photokonvertierbar ist. Dieser Photokonversionsweg fluoreszierender Proteine aus Anthozoa mit Threonin an Position 69 zeigt eine effiziente Photokonversion und verringerte Phototoxizität gegenüber UV‐Photokonversion bei der Verfolgung einzelner Moleküle in lebenden Escherichia‐coli‐Zellen.