Введение

Фикоэритрин (PE) — красный белковый пигментный комплекс из семейства светособирающих фикобилипротеинов, присутствующий в цианобактериях и красных водорослях.

Как и все фикобилипротеины, он состоит из белковой части, ковалентно связанной с хромофорами, называемыми фикобилинами. В семействе фикоэритринов наиболее известными фикобилинами являются: фикоэритробилин – типичный акцепторный хромофор фикоэритрина. Фикоэритробилин — линейная тетрапиррольная молекула, обнаруженная в цианобактериях, красных водорослях и криптомонадах. Вместе с другими билинами, такими как фикоцианобилин, он служит пигментом, собирающим свет, в фотосинтетических светособирающих структурах цианобактерий, называемых фикобилисомами. Фикоэритрины состоят из (αβ)-мономеров, обычно организованных в дискообразный тример (αβ)3 или гексамер (αβ)6 (последний является функциональной единицей антенных стержней). Эти типичные комплексы также содержат третий тип субъединицы – γ-цепь. Фикоэритрин является вспомогательным пигментом по отношению к основным пигментам хлорофилла, ответственным за фотосинтез. Энергия света улавливается фикоэритрином и затем передается в реакционный центр хлорофильной пары, чаще всего через фикобилипротеины фикоцианин и аллофикоцианин.

Спектральные характеристики

Пики поглощения в видимом спектре света измеряются на длинах волн 495 и 545/566 нм, в зависимости от связанных хромофоров и рассматриваемого организма. Имеет место сильный пик эмиссии на 575 ± 10 нм. (Фикоэритрин поглощает слегка голубовато-зеленый/желтоватый свет и излучает слегка оранжево-желтый свет.) Свойство Значение Максимум поглощения 565 нм Дополнительный пик поглощения 498 нм Максимум эмиссии 573 нм Коэффициент экстинкции (ε) 1.96e6 Квантовый выход (QY) 0.84 Яркость (ε × QY) 1.65e6 Билины PEB и DBV в PE545 также поглощают в зеленой спектральной области, с максимумами на 545 и 569 нм соответственно. Максимум флуоресцентного излучения составляет 580 нм.

Вариации R-фикоэритрина

Как уже упоминалось выше, фикоэритрин встречается у различных видов водорослей. В связи с этим может наблюдаться вариативность в эффективности поглощения и испускания света, необходимого для обеспечения фотосинтеза. Это может быть обусловлено глубиной обитания конкретной водоросли в водной толще и, как следствие, потребностью в большей или меньшей эффективности дополнительных пигментов. Благодаря прогрессу в технологиях визуализации и детекции, позволяющих избежать быстрого фотовыцветания, белковые флюорофоры стали эффективным и мощным инструментом для исследователей в таких областях, как микроскопия, анализ на микрочипах и вестерн-блоттинг. В связи с этим исследователям может быть полезно проводить скрининг этих вариабельных R-фикоэритринов, чтобы определить наиболее подходящий для конкретной задачи. Даже незначительное повышение эффективности флуоресценции может снизить фоновый шум и уменьшить частоту ложноотрицательных результатов.

Практическое применение

R-Фикоэритрин (также известный как PE или R PE) полезен в лаборатории в качестве флуоресцентного индикатора наличия цианобактерий и для мечения антител, чаще всего для проточной цитометрии. Он также используется в микроматричных анализах, ELISA и других приложениях, требующих высокой чувствительности, но не фотостабильности. Его применение ограничено в иммунофлуоресцентной микроскопии из-за его быстрой фотообесцвечиваемости. Существуют и другие типы фикоэритринов, такие как B-фикоэритрин, которые обладают несколько иными спектральными свойствами. B-Фикоэритрин сильно поглощает свет на длине волны около 545 нм (слегка желтовато-зеленый) и сильно излучает на 572 нм (желтый), что может быть более подходящим для некоторых приборов. B-Фикоэритрин также может быть менее склонен к неспецифическому связыванию, чем R-фикоэритрин, и вносить меньший вклад в фоновый сигнал в определенных приложениях. Однако R PE гораздо чаще доступен в виде конъюгатов с антителами. Фикоэритрин (PE, λA max = 540–570 нм; λF max = 575–590 нм).