Квантовая фотохимия флуоресцентных белков: молекулярные механизмы окислительно-восстановительной фотоконверсии и компьютерный дизайн белков с заданными свойствамиНИР

Quantum photochemistry of fluorescent proteins: molecular mechanisms of redox photoconversion and computer-aided design of proteins with optimal photoresponse

Источник финансирования НИР

грант РФФИ

Этапы НИР

# Сроки Название
1 26 октября 2017 г.-25 октября 2018 г. Квантовая фотохимия флуоресцентных белков: молекулярные механизмы окислительно-восстановительной фотоконверсии и компьютерный дизайн белков с заданными свойствами
Результаты этапа: В проекте исследован механизм фотоиндуцированного переноса электрона в модельных системах тирозин-содержащих хромофорных групп флуоресцентных и фотоактивных белков, находящихся в различном окружении, и исследована роль возбужденных электронных состояний хромофорных групп в механизме срыва электрона в изолированном состоянии и при переносе на растворитель в растворе и белковом окружении при многофотонном возбуждении. Установлено, что первый возбужденный резонанс формы играет ключевую роль в фотоиндуцированных окислительно-восстановительных процессах хромофорных групп в белковом окружении при многофотонном возбуждении в видимом диапазоне. В водном растворе, наряду с высоко возбужденным электронным состоянием, первое возбужденное состояние также играет важную роль в процессе фотопереноса электрона на растворитель. В совместной работе с научными группами из ИХФ РАН и ИБХ РАН с использованием метода время-коррелированного счета фотонов (TCSPC) исследована динамика релаксации первого электронно-возбужденного состояния зеленого флуоресцентного белка (EGFP) в растворе в присутствии окислителей на наносекундных и субнаносекундных временах, предложена кинетическая модель тушения флуоресценции и впервые определена эффективная константа скорости фотоиндуцированного переноса электрона. Полученные нами результаты впервые свидетельствуют о переносе электрона на молекулы окислителя непосредственно из первого электронно-возбужденного состояния аниона хромофорной группы и образовании радикальной формы хромофора – первичного интермедиата при окислительно-восстановительной фотоконверсии EGFP. С использованием молекулярной динамики и комбинированного метода квантовой и молекулярной механики построены полные атомистические модели возможных продуктов и интермедиатов фотоконверсии. Показано, что поглощение радикальной формы лежит как в видимой, так и в ИК диапазонах. Высказано предположение о том, что эффективность фотоконверсии EGFP может быть улучшена при дополнительном облучении радикальной формы хромофора в ИК диапазоне.
2 26 октября 2018 г.-25 октября 2019 г. Квантовая фотохимия флуоресцентных белков: молекулярные механизмы окислительно-восстановительной фотоконверсии и компьютерный дизайн белков с заданными свойствами
Результаты этапа:
3 26 октября 2019 г.-25 октября 2020 г. Квантовая фотохимия флуоресцентных белков: молекулярные механизмы окислительно-восстановительной фотоконверсии и компьютерный дизайн белков с заданными свойствами
Результаты этапа:

Прикрепленные к НИР результаты

Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".