التلألؤ نقل الطاقة الرنين (انتقال البيئي بعيد المدى) هو مشتق من المعروف الإسفار الرنين نقل الطاقة (الحنق) تقنية 1. مماثلة لتأكل، انتقال البيئي بعيد المدى يمكن استخدامها لقياس المسافات والتغيرات المسافة بين المانحين ومتقبل fluorophores تعلق على مواقع محددة على البروتين من الفائدة ضمن نطاق 10-100 Å 1-3. مبادئ انتقال البيئي بعيد المدى هي أيضا مشابهة لالحنق في ذلك نقل الطاقة الرنين يحدث بين اثنين fluorophores القريبة عندما الطيف الانبعاثات من fluorophore المانحة يتداخل مع امتصاص الطيف من fluorophore المتقبلة. وترتبط كفاءة هذا النقل لبعد المسافة بين اثنين fluorophores بواسطة المعادلة التالية:
مكافئ. 1
حيث R هي المسافة بين اثنين fluorophores، E هو كفاءة ENنقل ergy، وR 0، ناقش أدناه، هو نصف قطر فورستر للزوج fluorophore، أي المسافة التي كفاءة النقل هي نصف القصوى. من هذه المعادلة، يمكن للمرء أن يرى أن يرتبط الكفاءة لحجم المسافة مرفوعة للقوة السادسة عكسية 1. هذا هو معكوس السادس الاعتماد السلطة التي تسمح للانتقال البيئي بعيد المدى الحنق والقياسات لتكون حساسة بشكل رائع حتى للتغيرات مسافة صغيرة عند قرب R 0 من الزوج الحنق. القدرة على تسمية المواقع على وجه التحديد المطلوب على بروتينات أو الجزيئات الأخرى يسمح لأحد للاستفادة من هذه الحساسية لرصد التغيرات متعلق بتكوين.
بالمقارنة مع الحنق، والذي يستخدم جزيئات الصبغة العضوية التقليدية، انتقال البيئي بعيد المدى يوفر مزايا إضافية. في انتقال البيئي بعيد المدى، بدلا من استخدام الصبغة العضوية مثل fluorophore المانحة، وهي الموجبة سلسلة اللانثينيدات، وعادة السل 3+ أو الاتحاد الأوروبي 3+، ويستخدم 1،4-6. Fluorophores التي تقع شالتانجو هذه الفئة، على سبيل المثال، التيربيوم كلاب، هي أيضا تنوعا للغاية لأنها يمكن استخدامها مع مجموعة واسعة من fluorophores المتقبلة. يتم إجراء هذه المرونة ممكنا لأن أطياف انبعاث اللانثينيدات بالكلاب تحتوي على عدة قمم الانبعاثات حادة، والسماح لنوع واحد من fluorophore المانحة ليتم استخدامها مع واحد من مجموعة واسعة من fluorophores المتقبلة. وبالتالي، يمكن الكشف عن الانبعاثات توعية متقبل دون أي خوف من تلوث تنزف من خلال من الانبعاثات المانحة 5. المجرب يختار متقبل محددة على أساس المسافة المتوقعة بين اثنين fluorophores (الشكل 1 والجدول 1). في هذه fluorophores اللانثينيدات بالكلاب، وبالكلاب الأيونات المعدنية بنسبة جزيء يحتوي على مجموعة الهوائي أن محسس اللانثينيدات عادة سيئة لامتصاص الإثارة فضلا عن مجموعة وظيفية bioreactive إلى حبل أيون إلى مجموعة وظيفية محددة على جزيء 1، 5،6. انسالبريد متحمس، اللانثينيدات الاسترخاء على ارض الدولة من خلال إطلاق الفوتونات مع معدل تسوس في نطاق ميلي ثانية واحدة. لأن تسوس ليست تخفيف القميص، إلى القميص ولا الاسترخاء الثلاثي، إلى القميص، انبعاث الفوتونات لا يمكن أن يسمى بشكل صحيح أو مضان تفسفر، ولكن أكثر وصفه بشكل صحيح التلألؤ 1. اضمحلال طويل من اللانثينيدات التلألؤ يساعد بشكل كبير في القياسات مدى الحياة. ويمكن بعد ذلك قياسات عمر استخدامها لتحديد كفاءة من خلال العلاقة التالية:
مكافئ. 2
حيث E هو كفاءة نقل، τ D هو عمر المانحة (اللانثينيدات بالكلاب) عندما لا تشارك في نقل الطاقة، وτ DA هو عمر المتبرع عند المشاركة في نقل الطاقة مع متقبل. مع انتقال البيئي بعيد المدى، يمكن τ DA اللهبحيث يتم قياسه وفقا لعمر الانبعاثات متقبل لتوعيتهم عمر التيربيوم هو اكبر من ذلك بكثير وfluorophore متقبل العضوية. ومتقبل تنبعث مع نفس العمر والتحريض على الإثارة (اللانثينيدات المانحة) لها، والمساهمة في أي عمر من عمر مضان الجوهرية الخاصة ومتقبل هي ضئيلة نسبيا. عن طريق قياس الانبعاثات توعية بدلا من الانبعاثات المانحة، ونحن أيضا قضاء على الحاجة إلى ضمان وضع العلامات في تمام نسبة 1: 1 من المانحين لالمتقبلة. يمكن بدلا من ذلك أن يكون المسمى البروتين في وقت واحد مع كل متقبل وfluorophores المانحة. وهناك سكان المسمى بتباين يؤدي، ولكن البروتينات المسمى المزدوج المانحة لا تنبعث في طول الموجة متقبل وسوف المزدوج متقبل البروتينات المسمى لا يكون متحمس. وعلاوة على ذلك، يجب أن تكون المسافة بين fluorophores نفسه، بغض النظر عن الموقع الذي السيستين تعلق fluorophore نظرا ل، وخاصة عند استخدام اللانثينيدات الخواص بمثابة المانحة، وبالتالي فإن نيد لتحديد موقع معين لتلقي إما الجهة المانحة أو متقبل غير ضروري. قد تتأثر كثافة مع السكان غير متجانسة، ولكن ينبغي أن يكون لا يزال أكثر من كافية ليتم الكشف.
عند تخطيط التجارب، ينبغي أملت اختيار fluorophores من قيمة R 0 من الزوج وكذلك نطاق مسافة المتوقع الذي يتم قياسه. يتم تعريف قيمة R 0 بواسطة المعادلة التالية:
مكافئ. 3
حيث R هو نصف قطر 0 فورستر في أنجسترومز، κ 2 هو عامل التوجه بين اثنين من الأصباغ (يفترض عادة أن يكون 2/3)، φ D هو العائد الكم من الجهات المانحة، J هو التداخل الطيفي يتجزأ بين المتبرع طيف الانبعاث والامتصاص الطيف متقبل في M - 1سم -1 4 نانومتر، و n هو معامل الانكسار من الوسط 1.
وقد أضاف لدينا المختبر تعديل لأسلوب انتقال البيئي بعيد المدى التقليدية عن طريق إدخال موقع الاعتراف البروتيني بين المواقع التسمية المانحة ومتقبل على البروتين يجري بحثها. هذا التعديل يسمح للتحقيق في النظم غير المنقى مثل خلايا الثدييات كلها 7. هذه التقنية مفيدة بشكل خاص عند استخدام cysteines كمواقع لوصفها، لأن في عملية وضع العلامات مع الأصباغ maleimide مترافق التي تربط لمجموعات سلفهيدريل السيستين، بروتينات أخرى على الخلايا التي وصفت أيضا cysteines. ومع ذلك، بما في ذلك مواقع الانقسام البروتيني على البروتين من الفائدة وقياس عمر قبل وبعد الانقسام، يمكن للمجرب طرح كميا في إشارة الخلفية بعد انشقاق الأنزيم البروتيني من إشارة الخام. هذا الطرح يعزل إشارة محددة تنشأ من البروتين من الفائدة (الشكللدى عودتهم 2). باستخدام التعديل المذكورة أعلاه، انتقال البيئي بعيد المدى يمكن استخدامها لقياس التغيرات المسافة بين المانحين التيربيوم كلاب والتحقيق متقبل على البروتين، وبالتالي رصد التغيرات متعلق بتكوين في الحالة الفسيولوجية القريب البروتين دون الحاجة لتنقية.

الرقم 1.The في امتصاص الأطياف وانبعاث التيربيوم بالكلاب باللون الأسود، بالإضافة إلى متقبل التمثيلي، اليكسا 488، في الحمراء. لاحظ قمم الانبعاثات متعددة وحادة، وضيق نطاق الانبعاثات لكل ذروة التيربيوم كلاب. هذا النمط يسمح للالتيربيوم ليتم استخدامها مع مجموعة متنوعة من fluorophores المتقبلة ويسهل قياس الانبعاثات توعيتهم ضمن هذه النطاقات حيث يظهر التيربيوم أي انبعاث. ذروة الانبعاثات التيربيوم لفي 486 نانومتر تتداخل بشكل جيد مع ل bsorption ذروة اليكسا 488، والسماح لنقل الطاقة الرنين تحدث بين اثنين fluorophores. والطول الموجي من 515 نانومتر هو خيار ممتاز لكشف الانبعاثات توعيتهم لهذا الزوج كما هو الحال في وادي بين قمم الانبعاثات التيربيوم، وجدا قرب اليكسا 488 في ذروة الانبعاثات من 520 نانومتر. لاحظ أنه يجري بالقرب من ذروة متقبل، على الرغم من المرغوب فيه، ليس مطلوبا-565 نانومتر لا يزال قادرا على كشف اليكسا 488 الانبعاثات أيضا دون الكشف عن الانبعاثات التيربيوم.
| fluorophore متقبل | R 0 (Å) | الانبعاثات الطول الموجي (نانومتر) |
| أتو 465 | 36 |
| فلوريسئين | 45 | 515 |
| الكسا 488 | 46 | 515 |
| الكسا 680 | 52 | 700 |
| الكسا 594 | 53 | 630 |
| الكسا 555 | 65 | 565 |
| 65 | 575 |
3PX؛ "> 508 و Cy3
الجدول 1. قائمة fluorophores المتقبلة تستخدم عادة للانتقال البيئي بعيد المدى باستخدام كلاب التيربيوم كما المتبرع 11. تم قياس R 0 القيم عندما كانت تعلق على المانحة ومتقبل إلى ناهض نطاق ذوبان ملزم لمستقبلات أمبا. وهو مثالي لقياس قيمة R 0 مرة أخرى لكل نظام جديد قيد الدراسة.

الشكل 2. لمحة عامة عن طريقة انتقال البيئي بعيد المدى المعروضة. (A) ومستقبلات أمبا هو بروتين الغشاء الذي يخضع لتغيرات متعلق بتكوين عليه ملزم يجند. يجند ثنائية على شكل محارةوحلقت نطاق الاكتشاف هنا باللون الأحمر. (B) وجود المجال ملزم يجند من أمبا عندما لا بد أن البروتين في التشكل مفتوح (يسار). عندما بد أن يجند الغلوتامات، يغلق البروتين حول يجند لها (يمين). عن طريق وضع fluorophores في مواقع الثبوتية على الائتلاف الحزبي، يمكن أن ينظر إلى طبيعة هذا التغيير متعلق بتكوين والمسافة بين التغييرات fluorophores، والتي سوف ثم تؤثر مضان مدى الحياة. (C) عندما وصفها خلايا بأكملها، قد تحدث وسم كل من البروتين من الفائدة وكذلك بروتينات غشاء الخلفية (يسار). بعد انشقاق الأنزيم البروتيني، فإن إشارة انتقال البيئي بعيد المدى من البروتين من الفائدة تختفي بسبب الافراج عن جزء قابل للذوبان، وترك إشارة الخلفية سليمة (يمين). ويمكن بعد هذا إشارة الخلفية تطرح من إشارة الخام.