Mécanismes de photocommutation et dépendances environnementales des marqueurs protéiques fluorescents – Photoswitch-NMR

Les marqueurs protéiques fluorescents photocommutables constituent des outils essentiels pour un large éventail d'applications en microscopie de fluorescence avancée, telles que la microscopie super-résolution et la microscopie multiplexée. Un défi majeur pour l'utilisation optimale de ces molécules dans les applications cellulaires est la dépendance de leurs propriétés photophysiques telles que la cinétique et le contraste de photoconversion, la brillance et la photostabilité aux conditions environnementales. Nous avons récemment mis en place un dispositif d'illumination in-situ qui permet l'étude par RMN des protéines photocommutables dans leurs différents états photo-induits. Dans ce projet, nous exploiterons les informations à résolution atomique obtenues par spectroscopie RMN en solution, combinées aux structures cristallographiques, aux mesures optiques (fluorescence et absorbance) et aux simulations de dynamique moléculaire. Ceci nous permettra d'obtenir une vision mécanistique comment les conditions environnementaux influencent les propriétés photophysiques de deux classes de marqueurs fluorescents importants : (i) les protéines fluorescentes photo-convertibles dérivées de la protéine fluorescente verte (GFP) qui possèdent un chromophore endogène, et (ii) les marqueurs activant la fluorescence et déplaçant l'absorption (FAST) qui sont des systèmes hybrides composés d'une petite protéine modifiée et d'un fluorophore organique synthétique qui se lie de manière dynamique et réversible au marqueur protéique. Notre projet vise à fournir une meilleure compréhension des mécanismes sous-jacents des propriétés de photo-commutation observées dans les environnements cellulaires, ce qui ouvrira de nouvelles voies sur la façon d'améliorer les propriétés photophysiques de ces marqueurs pour une variété d'applications.