Three-Dimensional Structure of the Orange-Red Fluorescent Biomarker DiB3-F53L

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The 3D structure of the fluorescent protein DiB3-F53L, an orange-red fluorescent non-covalent complex of a genetically engineered variant of the bacterial protein lipocalin Blc with a synthetic GFP-like chromophore M739, was studied by the molecular dynamics (MD) computational method. The chromophore was shown to interact more strongly with the mutated DiB3-F53L protein than with the native DiB3 protein. Calculations revealed the amino acids surrounding the chromophore at the binding site that contribute most strongly to the chromophore-protein interaction energy. The DiB3-F53L protein complex with the M739 chromophore exhibits increased fluorescence brightness compared to the known parent biomarker DiB3, making it a promising marker for labeling biological objects in cell biology, as well as a starting point for the subsequent design of new, brighter biological markers.

About the authors

A. V Rossohin

Shemyakin–Ovchinnikov Institute of Bioorganic Chemistry, Russian Academy of Sciences; Research Center of Neurology, Institute of Brain

Email: altrossokhin@yandex.ru
Moscow, Russia; Moscow, Russia

I. V Artemiev

Shemyakin–Ovchinnikov Institute of Bioorganic Chemistry, Russian Academy of Sciences

Moscow, Russia

S. F Arhipova

Shemyakin–Ovchinnikov Institute of Bioorganic Chemistry, Russian Academy of Sciences

Moscow, Russia

V. Z Pletnev

Shemyakin–Ovchinnikov Institute of Bioorganic Chemistry, Russian Academy of Sciences

Email: vzpletnev@gmail.com
Moscow, Russia

N. V Pletneva

Shemyakin–Ovchinnikov Institute of Bioorganic Chemistry, Russian Academy of Sciences

Moscow, Russia

References

  1. Rothe C., Skerra A. // BioDrugs. 2018. V. 32. P. 233–243. https://doi.org/10.1007/s40259-018-0278-1
  2. Campanacci V., Bishop R.E., Blangy S., Tegoni M., Cambillau C. // FEBS Lett. 2006. V. 580. P. 877–883. https://doi.org/10.1016/j.febslet.2006.07.086
  3. Muslinkina L., Gavrikov A.S., Bozhanova N.G., Mishin A.S., Baranov M.S., Meiler J., Pletneva N.V., Pletnev VZ., Pletnev S. // ACS Chem. Biol. 2020. V. 15. P. 2456–2465. https://doi.org/10.1021/acschenbio.0c00440
  4. Bozhanova N.G., Baranov M.S., Klementieva N.V., Sarkisyan K.S., Gavrikov A.S., Yampolsky I.V., Zagaynova E.V., Lukyanov S.A., Lukyanov K.A., Mishin A.S. // Chem. Sci. 2017. V. 8. P. 7138–7142. https://doi.org/10.1039/C7SC016281
  5. Emsley P., Lohkamp B., Scott W.G., Cowtan K. // Acta Crystal. Section D. Biol. Crystal. 2010. V. 66. P. 486–501. https://doi.org/10.1107/S0907444910007493
  6. Phillips J.C., Braun R., Wang W., Gumbart J., Tajkhorshid E., Villa E., Chipot C., Skeel R.D., Kale L., Schulten K. // J. Computat. Chem. 2005. V. 26. P. 1781–1802.
  7. Humphrey W., Dalke A., Schulten K. // J. Mol. Graph. 1996. V. 14. P. 33–38. https://doi.org/10.1016/0263-7855(96)00018-5
  8. Lee J., Cheng X., Swails J.M., Yeom M.S., Eastman P.K., Lemkal J.A., Wei S., Buckner J., Jeong J.C., Qi Y., Jo S., Pande Y.S., Cass D.A., Brooks C.L., 3rd, MacKerell A.D., Jr., Klauda J.B., Im W. // J. Chem. Theory Computat. 2016. V. 12. P. 405–413. https://doi.org/10.1021/acs.jctc.5b00935
  9. Darden T., York D., Pedersen L. // J. Chem. Phys. 1993. V. 103. P. 8577–8593. https://doi.org/10.1063/1.464397
  10. Essmann U., Perera L., Berkowitz M.L., Darden T., Lee H., Pedersen L.G. // J. Chem. Phys. 1995. V. 98. P. 10089–10092. https://doi.org/10.1063/1.470117
  11. Karplus M., Petsko G.A. // Mol. Dynam. Simulat. Biol. Nat. 1990. V. 347. P. 631–639. https://doi.org/10.1038/347631a0
  12. Isralewitz B., Baudry J., Gullingsrud J., Kosztin D., Schulten K. // J. Mol. Graph. Model. 2001. V. 19. P. 13–25. https://doi.org/10.1016/s1093-3263(00)00133-9

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».