Ficobiliproteína

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Las ficobiliproteínas son proteínas solubles en agua presentes en las cianobacterias y ciertas algas ( rodófitas , criptomonas , glaucocistofitas ) que capturan la energía luminosa, que luego se transmite a las clorofilas durante la fotosíntesis . Las ficobiliproteínas están formadas por un complejo entre proteínas y ficobilinas unidas covalentemente que actúan como cromóforos (la parte que captura la luz). Son los componentes más importantes de los ficobilisomas .

Estructura del ficobilisoma

Principales ficobiliproteínas

Ficobiliproteína	MW ( kDa )	Ex (nm) / Em (nm)	Rendimiento cuántico	Coeficiente de extinción molar (M −1 cm −1 )	Comentario	Imagen
R- Ficoeritrina (R-PE)	240	498.546.566 nm / 576 nm	0,84	1,53 10 6	Puede ser excitado por aplicaciones de láser Kr / Ar para R-Ficoeritrina Se desarrollaron muchas aplicaciones e instrumentos específicamente para la R-ficoeritrina. Se utiliza comúnmente en inmunoensayos como FACS, citometría de flujo, aplicaciones de multímeros / tetrámeros. Características estructurales La R-ficoeritrina también es producida por ciertas algas rojas. La proteína está formada por al menos tres subunidades diferentes y varía según la especie de alga que la produce. La estructura de subunidades del R-PE más común es (αβ) 6 γ. La subunidad α tiene dos ficoeritrobilinas (PEB), la subunidad β tiene 2 o 3 PEB y una ficocurobilina (PUB), mientras que se informa que las diferentes subunidades gamma tienen 3 PEB y 2 PUB (γ 1 ) o 1 o 2 PEB y 1 PUB (γ 2 ). (Información general sobre ficobiliproteína)	La estructura cristalina de la R-ficoeritrina de las algas rojas Gracilaria chilensis ( ID de PDB : 1EYX [1] [2] [3] ) - oligómero básico ( α β γ ) 2 (denominada unidad asimétrica). Contiene ficocianobilina , biliverdina IX alfa , ficocurobilina , N-metil asparagina , SO 4 2− . Un fragmento de la cadena γ es rojo, el segundo blanco porque no se considera una hélice alfa a pesar de la secuencia de aminoácidos idéntica.
B- Ficoeritrina (B-PE)	240	546,566 nm / 576 nm	0,98	(545 millas náuticas) 2,4 10 6 (563 millas náuticas) 2,33 10 6	Aplicaciones de B-Ficoeritrina Debido a su alto rendimiento cuántico, el B-PE se considera el fluoróforo más brillante del mundo. Es compatible con los láseres comúnmente disponibles y brinda resultados excepcionales en citometría de flujo, Luminex y tinción inmunofluorescente. El B-PE también es menos "pegajoso" que los fluoróforos sintéticos comunes y, por lo tanto, produce menos interferencia de fondo. Características estructurales La B-ficoeritrina (B-PE) es producida por ciertas algas rojas como Rhodella sp. Las características espectrales específicas son el resultado de la composición de sus subunidades. B-PE se compone de al menos tres subunidades y, a veces, más. La distribución de cromóforos es la siguiente: subunidad α con 2 ficoeritrobilinas (PEB), subunidad β con 3 PEB y la subunidad γ con 2 PEB y 2 ficocurobilinas (PUB). La estructura cuaternaria se informa como (αβ) 6 γ. (Información general sobre ficobiliproteína)	La estructura cristalina de B-ficoeritrina de las algas rojas Porphyridium cruentum ( ID de PDB : 3V57 [4] [5] [3] ). La unidad asimétrica ( α β ) 2 a la izquierda y la molécula biológica asumida ( α β ) 3 . Contiene ficoeritrobilina , N-metil asparagina y SO 4 2− .
C- Ficocianina (CPC)	232	620 nm / 642 nm	0,81	1,54 10 6	Acepta la fluorescencia de R-PE; Su fluorescencia roja se puede transmitir a la aloficocianina.
Aloficocianina (APC)	105	651 nm / 662 nm	0,68	7,3 10 5	Emocionado por el láser He / Ne; doble etiquetado con Sulfo-Rhodamine 101 o cualquier otro fluorocromo equivalente. Aplicaciones de la alophycocyanin Se desarrollaron muchas aplicaciones e instrumentos específicamente para la aloficocianina. Se utiliza habitualmente en inmunoensayos como la citometría de flujo y el cribado de alto rendimiento. También es un colorante aceptor común para los ensayos FRET. Características estructurales La aloficocianina se puede aislar de varias especies de algas rojas o azul verdosas, cada una de las cuales produce formas ligeramente diferentes de la molécula. Está compuesto por dos subunidades diferentes (α y β) en las que cada subunidad tiene un cromóforo de ficocianibina (PCB). La estructura de la subunidad de APC se ha determinado como (αβ) 3 . (Información general sobre ficobiliproteína)	Dodekamer de aloficocianina + 12 ficocianibina (verde), Gloeobacter violaceus
↑ = Datos de FluoProbes PhycoBiliProteins

Características y aplicaciones en biotecnología

Las ficobiliproteínas obtienen excelentes propiedades fluorescentes en comparación con los pequeños fluoróforos orgánicos, especialmente cuando se requiere alta sensibilidad o detección multicolor:

• La absorción de luz amplia y alta se adapta a muchas fuentes de luz.
• Emisión de luz muy intensa: 10-20 veces más brillante que los pequeños fluoróforos orgánicos
• El desplazamiento de Stokes relativamente grande proporciona un fondo bajo y permite detecciones multicolores.
• Los espectros de excitación y emisión no se superponen en comparación con los tintes orgánicos convencionales.
• Puede usarse en tándem (uso simultáneo por FRET ) con cromóforos convencionales (es decir, PE y FITC, o APC y SR101 con la misma fuente de luz).
• El período de retención de fluorescencia es más largo.
• Muy alta solubilidad en agua.

Como resultado, las ficobiliproteínas permiten una sensibilidad de detección muy alta y pueden usarse en varias técnicas basadas en fluorescencia , ensayos de microplacas fluorimétricas , ^[6] Citometría de flujo , ^[7] FISH y detección multicolor.

Referencias

1. Contreras-Martel, C .; Legrand, P .; Piras, C .; Vernede, X .; et al. (9 de mayo de 2000). "Estructura cristalina de R-ficoeritrina a 2,2 angstroms" . Banco de datos de proteínas RCSB (PDB). doi : 10.2210 / pdb1eyx / pdb . ID de PDB: 1EYX . Consultado el 11 de octubre de 2012 .
2. Contreras-Martel C, Martinez-Oyanedel J, Bunster M, Legrand P, Piras C, Vernede X, Fontecilla-Camps JC (enero de 2001). "Cristalización y 2.2 Una estructura de resolución de R-ficoeritrina de Gracilaria chilensis: un caso de hermanamiento hemiédrico perfecto" . Acta Crystallographica D . 57 (Pt 1): 52–60. doi : 10.1107 / S0907444900015274 . PMID 11134927 . ID de PDB: 1EYX. 
3. Imagen creada con RasTop (software de visualización molecular).
4. Camara-Artigas, A. (16 de diciembre de 2011). "Estructura cristalina de la B-ficoeritrina del alga roja Porphyridium cruentum a pH8" . Banco de datos de proteínas RCSB (PDB). doi : 10.2210 / pdb3v57 / pdb . ID de PDB: 3V57 . Consultado el 12 de octubre de 2012 .
5. Camara-Artigas A, Bacarizo J, Andujar-Sanchez M, Ortiz-Salmeron E, Mesa-Valle C, Cuadri C, Martin-Garcia JM, Martinez-Rodriguez S, Mazzuca-Sobczuk T, Ibañez MJ, Allen JP (octubre de 2012 ). "Conformaciones estructurales dependientes del pH de B-ficoeritrina de Porphyridium cruentum". La revista FEBS . 279 (19): 3680–3691. doi : 10.1111 / j.1742-4658.2012.08730.x . PMID 22863205 . ID de PDB: 3V57. 
6. Comparación de detección de microplacas entre SureLight P-3L, otros fluoróforos y detección enzimática Columbia Biosciences, 2010
7. Ficobilisomas estabilizados con cianobacterias como fluorocromos para la detección de antígenos extracelulares mediante citometría de flujo Telford - J. Immun. Métodos, 2001