La biophysique à molécule unique (SM) est un domaine en croissance rapide qui change notre façon de voir les phénomènes biologiques. Ce domaine a la capacité unique de lier les lois fondamentales de la physique et de la chimie à la biologie. La microscopie de fluorescence est une méthode biophysique qui peut atteindre la sensibilité SM. La fluorescence est utilisée pour détecter les biomolécules en les reliant à de petits fluorophores organiques ou à des points quantiques1. Ces molécules peuvent émettre des photons lorsqu'elles sont excitées par des lasers avant de photobleaching irréversiblement2. Photobleaching se produit lorsque les étiquettes fluorescentes subissent des dommages chimiques qui détruit leur capacité à exciter à la longueur d'onde désirée2,3. La présence d'espèces réactives d'oxygène (ROS) dans le tampon aqueux sont une cause primaire de photoblanchiment2,4. En outre, ROS peut endommager les biomolécules et conduire à des observations erronées dans les expériences SM5,6. Pour prévenir les dommages oxydatifs, les systèmes de récupération d'oxygène (OSS) peuvent être utilisés3,7,8. Le système d'oxydase/catalase de glucose (GODCAT) est efficace pour enlever l'oxygène8,mais il produit des peroxydes potentiellement dommageables comme intermédiaires. Ceux-ci peuvent être préjudiciables aux biomolécules d'intérêt dans les études de SM.
Alternativement, protocatechuate 3,4 dioxygenase (PCD) éliminera efficacement O2 d'une solution aqueuse utilisant son acide protocatechuic de substrat (PCA)7,9. PCD est un métalloenzyme qui utilise le fer nonheme pour coordonner PCA et catalyser la réaction d'ouverture de l'anneau catéchol en utilisant dissous O210. Cette réaction d'une étape s'est avérée être un OSS globalement meilleur pour améliorer la stabilité du fluorophore dans les expériences SM7. Malheureusement, de nombreuses enzymes OSS disponibles dans le commerce, y compris le PCD, contiennent des nucléases contaminantes11. Ces contaminants peuvent endommager les substrats à base d'acide nucléique utilisés dans les expériences SM. Ces travaux permettront d'élucider un protocole de purification à base de chromatographie pour l'utilisation de PCD recombinant dans les systèmes SM. Le PCD peut être largement appliqué à toute expérience où les ROS sont des substrats dommageables nécessaires à l'acquisition de données.